[发明专利]基于岩石CT扫描计算爆破作用下岩体损伤程度的方法

说明书

本发明提供基于岩石CT扫描计算爆破作用下岩体损伤程度的方法，对爆破振动影响区域的岩体内部损伤程度进行测定，过程包括在以爆源为圆心等间距选定采样点。在采样点取岩石样本制备成岩石试件测试其单轴抗压强度、纵波波速、CT扫描数等，并依据岩石试件的力学性质制备力学性质容差范围在5～8％的混凝土试件，与岩石试件一起预埋至采样点。在采样点进行爆破振动数据采集。将取出的岩石、混凝土试件再进行单轴抗压强度、声波波速测试，再根据CT数分布得到爆破振动对岩石损伤增量的影响规律，判断岩石在不同振动作用的影响下损伤程度，在爆破设计时进行参照，达到低能耗、高效率爆破作业，同时减少爆破振动对非作业对象工程的影响。

技术领域

本发明涉及一项爆破领域中爆破振动对岩石损伤程度的测试及计算方法，特别是涉及基于岩石CT扫描计算爆破作用下岩体损伤程度的方法。

背景技术

随着研究的不断深入和人们的环保意识日益增强，伴随着爆破作业产生的爆破振动成为专家、学者关注的问题。研究爆破振动对岩石作用，不仅可以实现低能耗爆破作业，还可以有效降低振动作用对作业区周边建(构)筑物的影响。在新形势、新常态日益提高的环保要求下寻求爆破振动在岩石受体损伤增长量的表征手段具有十分重要的意义。费鸿禄等通过实地测量数据，分析并建立起损伤变化与爆破振动的对应关系研究了爆破振动对露天矿边坡的影响。朱传云等在《爆破引起岩体损伤的判别方法研究》中提出了爆破振动的损伤判别方法，以不同受损程度岩石的纵波速度大小作为衡量指标，建立岩体损伤度D、完整性系数K和声速降低率η之间的关系，现已成为业内普遍认同的判定方式。

目前在爆破振动对岩石损伤的研究中，闫长斌等以爆破作用次数多少来表征爆破作用对岩石累积损伤的影响变化，对于爆破振动对岩石损伤增量具体的影响变化未作出细致描述，缺少了对等效能量各个影响因素，如振动波幅值、频率等等效的分析，这便会使爆破作业走向精准化、精细化的道路出现理论支撑上的欠缺。

建立爆破振动对岩石损伤增量测定方法，结合地质勘察部门所给出的实地工程资料合理选定爆破参数进行作业。不仅可以进一步对爆破振动作用进行研究，同时对爆破作业走向精准化、精细化也有显著的推动作用。

发明内容

本发明的目的是提供基于岩石CT扫描计算爆破作用下岩体损伤程度的方法，可以对爆破作用影响区域的岩石损伤程度进行预判，并以岩石在不同爆破药量影响下损伤程度作为参考指标，指导优化爆破作业，达到低能耗、高效率，有效减少爆破振动对非工程区域的影响，延长工程使用寿命的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

基于岩石CT扫描计算爆破作用下岩体损伤程度的方法，包括如下步骤：

1)在实地检测的岩体处以爆源为圆心、等间距选定岩石样本采集点5～8个，在每一个采集点处钻取直径50～100mm，长度150～250mm且岩体裂隙宽度不超过0.5mm，裂缝深度小于直径的2％的岩石样本2～3个，并编号；

2)对岩石试件进行初始声波检测，依次记录岩石试件纵波速度v_p；对岩石试件进行CT扫描，沿试件轴向等间距获取6～12个断面成像图及对应初始CT数；每个采集点选取一个岩石试件进行强度测试，获取岩石试件的弹性模量E及单轴抗压强度R_c；

3)根据所取得的各采集点岩石试件力学性质参数，依相似原理，制备与岩石试件各性质参数容差范围在5～8％的混凝土试件，再进行力学性质测试，记录混凝土试件各力学参数；

4)依标记将岩石试件回放至钻孔中，同时将所制备的混凝土试件预埋在钻孔中，并采用水泥压密灌浆胶结方法与岩体胶结固定为一体，灌浆压力为0.3～0.4MPa；

5)将爆破振动测试仪放置于钻孔处，并对传感器进行固定处理，测得该测点爆破振动作用的时间t、频率f和质点振动速度v；