[发明专利]一种同时测量多台阶水平岩体声速的方法

摘要

本发明公开了一种同时测量多台阶水平岩体声速的方法，所述方法利用测试炮孔底部的炸药爆炸作为震源，用设置在不同水平台阶坡面中下部的测振仪器，获取测振仪器对应测振点的围岩振动信号，根据两个相应测振点距离初始震源位置的距离差除以所获取振动信号到达测振点的相对时间差，计算出相应区域岩体的声速，从而实现多台阶水平岩体声速的同时测量。本发明方法适用于现场同时测量多台阶水平的岩体声速，推算探测岩体的破裂度，为边坡稳定性分析、边坡加固方案设计和边坡成型爆破设计提供依据，也可以用于露天矿山爆破工程或者沟堑开挖工程中，获得施工过程中炸药与岩石的波阻抗匹配情况，从而为优选炸药品种、设计炸药性能、调整装药参数提供依据。

主权项

1.一种同时测量多台阶水平岩体声速的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1）若利用正常爆破施工的炮孔，选定爆区的先爆炮孔作为测试炮孔，否则，选择靠近边坡的位置钻一个炮孔，作为测试炮孔；2）测量测试炮孔的深度，确定起爆点O的埋置深度；起爆点O位于测试炮孔底部，测试炮孔深度略大于或等于一个台阶高度；钻孔位置在本台阶水平的台阶工作面上；3）在本台阶水平的台阶坡面上设置基准测振点A，在下一台阶水平的台阶坡面上设置基准测振点B，在下下台阶水平的台阶坡面上设置基准测振点C；基准测振点A、B和C均位于经过测试炮孔且垂直于台阶坡面的垂直面上，即基准测振点A、B 和C与竖直炮孔共面，且与台阶坡面垂直；其中，各个基准测振点布置在台阶坡面中下部的裸露原岩上；4）在同一台阶水平的各个基准测振点的一侧或两侧布置其他测振点D和E，测振点D高程与该台阶水平的基准测振点A基本一致，测振点E高程与该台阶水平的基准测振点B基本一致；且其他测振点布置在台阶坡面中下部的裸露原岩上，基准测振点和其他测振点的每个测振点都有一个测振仪器；5）测量起爆点及各个测振点的三维坐标；6）对测试炮孔进行装药；7）将各个测振仪器与同步信号采集器连接，并启动同步信号采集器，进入待测状态；8）按照爆破安全规程要求，进行爆破警戒，再下达起爆命令；9）起爆后，根据起爆点及各个测振点的三维坐标，计算围岩振动信号的传播路径OA、OB、OC、OD、OE的长度；分别从同步信号采集器中读取振动信号到达各个测振点的时间t_A、t_B、t_C、t_D和t_E；10）根据相关两个测振点距离初始震源位置的距离差除以所获取振动信号到达的时间差获得相应区域岩体的声速；通过布置在测试炮孔同一台阶水平坡面上的A和D两个测振点获得本台阶岩体的声速，本台阶岩体的声速C_上＝(OD–OA)/(t_D–t_A)；通过布置在测试炮孔下一台阶水平坡面上的B和E两个测振点获得下一台阶岩体的声速，下一台阶岩体的声速C_中＝(OE–OB)/(t_E–t_B)；通过同一竖直面上的位于下一台阶和下下台阶坡面上的两个基准测振点B和C获得下下台阶岩体的声速，下下台阶岩体的声速C_下＝(OC–OB)/(t_C–t_B)。