[发明专利]基于爆破振动测试的岩体质量分类及动力参数估计方法

权利要求书

1.基于爆破振动测试的岩体质量分类及动力参数估计系统，其特征是：

包括三向振动速度传感器、多通道数据采集器和控制中心，三向振动速度传感器布置于各测点，基于爆破振动测试方法确定测点位置；布置于同一测线测点的三向振动速度传感器与同一多通道数据采集器相连；多通道数据采集器用来采集三向振动速度传感器检测数据，并将采集的监测数据发送至控制中心。

2.如权利要求1所述的基于爆破振动测试的岩体质量分类及动力参数估计系统，其特征是：

所述的多通道数据采集器为SZSC-N多通道数据采集器。

3.如权利要求1所述的基于爆破振动测试的岩体质量分类及动力参数估计系统，其特征是：

同一测线中相邻测点间距为10～20m。

4.如权利要求1所述的基于爆破振动测试的岩体质量分类及动力参数估计系统，其特征是：

各测线中距离爆源最近的测点和爆源距离为15～20m。

5.基于爆破振动测试的岩体质量分类方法，其特征是，包括：

当爆炸振动波传递到第一个三向振动速度传感器时，多通道数据采集器通过软件触发方式控制对应的测线上所有三向振动速度传感器同时开始记录时间；

对三向振动速度传感器测量获得的P波与S波的混合波场进行波场分离，并将检测到P波与S波的时间，即P波与S波到达测点的时间发送至多通道数据采集器；

多通道数据采集器将接收数据发送至控制中心，控制中心根据P波与S波到达各测点的时间及两测点间距，计算P波与S波在同一测线任意两测点间的传播速度；

控制中心根据P波与S波在任意两测点间的传播速度计算该两测点间岩体基本质量，并进行岩体质量分类。

6.如权利要求5所述的基于爆破振动测试的岩体质量分类方法，其特征是：

所述的波场分离采用滤波法、波动方程法、τ-p变换法或Radon变换法进行。

7.基于爆破振动测试的岩体动力参数估计方法，其特征是，包括步骤：

当爆炸振动波传递到第一个三向振动速度传感器时，多通道数据采集器通过软件触发方式控制对应的测线上所有三向振动速度传感器同时开始记录时间；

对三向振动速度传感器测量获得的P波与S波的混合波场进行波场分离，并将检测到P波与S波的时间，即P波与S波到达测点的时间发送至多通道数据采集器；

多通道数据采集器将接收数据发送至控制中心，控制中心根据P波与S波到达各测点的时间及两测点间距，计算P波与S波在同一测线任意两测点间的传播速度；

控制中心根据P波与S波在任意两测点间的传播速度，计算该两测点间岩体的动弹性模量。

8.如权利要求7所述的基于爆破振动测试的岩体动力参数估计方法，其特征是：

所述的控制中心根据P波与S波在任意两测点间的传播速度，计算该两测点间岩体的动态弹性常数，具体为：

根据Hooke介质无限体中横波传播速度V_S与纵波传播速度V_P公式$\left\{\begin{array}{c}{V}_S=\sqrt{G/\mathrm{\ρ}}\\ V_P=\sqrt{(\mathrm{\λ}+2G)/\mathrm{\ρ}}\end{array}\right.---\left(1\right),$反推动态弹性常数G、v、E，为$\left\{\begin{array}{c}G={V_S}^2\mathrm{\ρ}\\ v=[\frac{1}{2}\left(\frac{V_P}{V_S}\right)-1]/[{\left(\frac{V_P}{V_S}\right)}^2-1]\\ E=2G(1+v)\end{array}\right.---\left(2\right),$

其中，ρ为介质密度；λ为Lame弹性常数，G和E为动态弹性模量，v为泊松比，λ＝2Gv/(1-2v)；

以S波在两测点间的传播速度V_Sn为横波传播速度V_S，以P波在两测点间的传播速度V_Pn为纵波传播速度V_P，根据公式(1)获得两测点间的动态弹性常数G、v、E。