[发明专利]利用岩体波速计算帷幕灌浆岩体裂隙充填率的方法

说明书

本发明提供一种利用岩体波速计算帷幕灌浆岩体裂隙充填率的方法，包括如下步骤：步骤一、利用岩体二相关系推导出灌浆后岩体裂隙充填比率计算公式，步骤二、将测试的灌前岩体波速数据按从小到大排序，并统计各波速数据的数量，计算各波速值所占比率；步骤三、使用岩体波速线性分级结合泊松分布概率密度函数构建岩体波速泊松分布概率密度公式，拟合灌前岩体波速比率数据，得到工区岩块波速值；步骤四、将各速度参数代入步骤一公式中，计算岩体裂隙充填比率。本发明只根据工区帷幕灌浆前、后岩体波速值计算水利工程中帷幕灌浆后岩体裂隙充填率，既可为评价帷幕灌浆质量提供量化指标，也可减少工地现场试验工作量，显著提高工效。

技术领域

本发明涉及工程检测技术领域，具体是一种利用岩体波速计算帷幕灌浆岩体裂隙充填率的方法。

背景技术

目前在水电工程帷幕灌浆施工质量检测中，规程、规范中规定以压水试验透水率作为量化指标，存在指标单一的缺点。

压水试验涉及设备多(钻机、水泵、压水仪器、压力计、流量计等)、试验时间长、成本高。在实际检测工作中会辅助以物探检测，但各种物探检测方法通常检测介质(岩体)的物性参数值(如波速、电阻率等)，无法量化为灌浆施工质量具体参数，只能作为辅助手段，无法发挥出物探检测信价比高、效率高的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的帷幕灌浆质量评价指标——岩体裂隙充填率，并提供该指标计算方法，根据工区岩体在灌浆前、后声波速度计算岩体裂隙充填率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用岩体波速计算帷幕灌浆岩体裂隙充填率的方法，包括如下步骤：

步骤一、利用岩体二相关系推导出灌浆后岩体裂隙充填比率计算公式(式4):

式中：Vr代表工区岩块波速；V_w代表水的波速；V_c代表水泥的波速；V_q代表灌前岩体平均波速；V_h代表灌后岩体平均波速；L代表岩体长度；Lw代表裂缝宽度；Lr代表岩块宽度；Lc代表水泥充填裂缝宽度；Lw/L代表岩体裂隙比率；Lc/Lw代表灌浆后裂缝充填比率；

步骤二、将测试的灌前岩体波速数据按从小到大排序，并统计各波速数据的数量，计算各波速值所占比率,计算工区灌浆前、后岩体波速平均值,并绘制灌前岩体波速比率曲线；

步骤三、使用岩体波速线性分级结合泊松分布概率密度函数构建岩体波速泊松分布概率密度公式，拟合灌前岩体波速比率数据，得到工区岩块波速值；

步骤四、将步骤三所得工区岩块波速值以及其他各速度参数代入步骤一中推导的灌浆后岩体裂隙充填比率计算公式(4)，计算整个工区灌浆岩体裂隙充填率。

进一步的，步骤一具体为：

根据路程、速度关系，即式(1)，推导出岩体中裂隙比率，见式(2)：

灌浆后，岩体裂隙内部分充填浆体，根据路程、速度关系，即式(3)，联合式(2)，推导出灌浆后裂隙充填比率，见式(4)：

进一步的，步骤三具体为：

利用步骤二绘制的灌前岩体波速比率曲线与常见泊松分布曲线呈镜像相似性,将公式(6)所示岩体波速线性分级关系代入公式(5)所示泊松分布概率密度函数，构造公式(7)所示岩体波速泊松分布概率密度关系式，用岩体波速泊松分布概率密度公式对灌前岩体波速进行拟合，在拟合误差最小时，确定工区岩块波速值: