[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

摘要

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。

主权项

1.基于岩石CT扫描计算爆破作用下岩体损伤程度的方法，其特征在于，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vp；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Rc；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；6)在每次爆破作业测得振动数据后取出一组预埋岩石和混凝土试件，并对试件进行力学性质测试，检测受爆破振动作用后的岩石试件及混凝土试件CT扫描图像及CT数、纵波速度vp、弹性模量E及单轴抗拉强度Rc；7)再逐一取出所有预埋岩石试件及混凝土试件并依次完成振动数据采集；8)按取出预埋混凝土及岩石试件顺序，结合所采集数据进行数据匹配；通过CT数及断面扫描图像分析受振后岩石及混凝土试件微观变化特征；建立试件CT数微观变化特征与对应总药量大小Q的匹配关系：其中C1为基于爆破振动分析结果得出的关系修正系数，C2为拟合调整系数；定义强度表征数α＝ln Rcvp，依据每次测得的vp、Rc对应计算出强度表征数，并最终形成爆破振动对岩石损伤影响趋势分析体系。