瞬态卸荷振动测量方法技术

本发明专利技术提供一种瞬态卸荷振动测量方法，包括：在目标高应力区域钻设至少一组炮孔，每组炮孔包括两个炮孔；采用径向不耦合及轴向不耦合的装药结构在每组炮孔内装药；在同一组的两炮孔的中垂线上及两炮孔的中心点连线上距离各炮孔中心点8

【技术实现步骤摘要】
瞬态卸荷振动测量方法


[0001]本专利技术属于岩体爆破开挖的
，具体涉及一种适用于高应力岩体爆破开挖瞬态卸荷振动的测量方法。

技术介绍

[0002]我国是世界第一能源消费国，80％的一次能源由煤炭提供，煤炭这样的化石能源有不可持续和污染严重的缺点，因此大力开发水电等清洁能源，已成为保障国家能源和环境安全的重要方针。如已建成投产的锦屏二级水电站引水隧洞平均埋深1500～2000m，最大埋深2521m，实测最大地应力值超过70MPa；规划中的雅鲁藏布江大拐弯处的墨脱水电站引水隧洞，最大埋深可达4000m，仅自重应力就可达到100MPa左右。大埋深往往导致岩体存有较高的地应力和应变能，对于高地应力下的爆破开挖，围岩受到来自于爆破荷载和地应力瞬态卸荷两部分的扰动，剧烈的扰动将诱发围岩产生损伤、岩爆、微震等现象，这些现象本质上是由能量释放所导致。而现有的监测手段中，因为爆破地震波与地应力瞬态卸荷振动在时空上都耦合得比较紧密，难以通过物理手段分离瞬态卸荷振动与爆破振动，两者的分离仅存在分形理论或盲源分离等算法上存在可能性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种一种瞬态卸荷振动测量方法，该方法通过物理手段消除或减弱卸载振动，以达到对瞬态卸荷振动的测量。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种瞬态卸荷振动测量方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1、在目标高应力区域钻设至少一组炮孔，每组炮孔包括两个炮孔；
[0007]步骤2、采用径向不耦合及轴向不耦合的装药结构在每组炮孔内装药；
[0008]步骤3、在同一组的两炮孔的中垂线上及两炮孔的中心点连线上距离各炮孔中心点8
‑
12m的位置处钻孔并在每个孔内设置振动传感器；
[0009]步骤4、对炮孔进行起爆，并用振动传感器记录振动数据；
[0010]步骤5、将在同一组的两炮孔连线上的振动传感器测到的波形反相后与其中垂线上的振动传感器测到的波形叠加得到预裂缝成缝诱发瞬态卸荷振动。
[0011]进一步地，同一组的两个炮孔的孔距d为炮孔直径的8到12倍。
[0012]进一步地，步骤2中的炮孔的装药结构为：在每个炮孔轴向的孔底设置多节φ32乳化炸药，在炮孔的中部采用1/2节φ32乳化炸药间隔装药，装药间隔为150
‑
250mm，其中，装药结构的直径小于炮孔的直径。
[0013]进一步地，在每段乳化炸药上均设置有雷管。
[0014]进一步地，布设振动传感器的钻孔深度为爆破孔深度的1/3
‑
2/3。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在两炮孔的中垂线上及两炮孔的中心点连线上距离各炮孔中心较远位置处钻孔并在每个孔内设置振动传感器，振动传
感器位于两炮孔爆破诱发振动叠加的振动场的不均匀区外，借助瞬态卸荷振动传递的方向与爆破振动传递方向的不一致性，通过波形叠加得到瞬态卸荷振动，操作简单，不需要巨大的人力和物力投入，即可解决目前卸荷振动难以观测的难题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例瞬态卸载振动测量方法的布置图
[0017]图2为本专利技术实施例的炮孔典型装药结构。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0021]本专利技术公开了瞬态卸载振动测量方法，包括以下步骤：
[0022]步骤1、在目标高应力区域钻设至少一组炮孔，每组破炮孔包括两个炮孔，具体见附图1中的炮孔a及炮孔b，同一组的两个炮孔的孔距d为炮孔直径的8到12倍，在本实施例中，每个炮孔孔径为φ45，孔距d为500mm；
[0023]步骤2、采用径向不耦合及轴向不耦合的装药结构在每组炮孔内装药；径向不耦合即炮孔内的装药结构的直径小于炮孔的直径，炮孔内的装药结构的轴向结构如附图2所示，即在每个炮孔轴向的孔底采用2节φ32乳化炸药，而在炮孔的中部采用1/2节φ32乳化炸药间隔装药，装药间隔为150
‑
250mm，在本实施例中，装药间隔为200mm，且在每一段乳化炸药上均设置有雷管，延时相同；在该步骤中，采用径向不耦合及轴向不耦合装药，是为了在裂缝贯通两炮孔的条件约束下，同时保证孔壁岩体不被大规模压碎；
[0024]步骤3、在同一组的两炮孔的中垂线上及两炮孔的中心点连线上距离各炮孔中心点8
‑
12m的位置处钻孔并在每个孔内设置振动传感器；振动传感器的布设位置，要求两个传感器距离炮孔的位置与炮孔间距相比极大，振动传感器位于两炮孔爆破诱发振动叠加的振动场的不均匀区外，在本实施例中，在两炮孔的中垂线及两炮孔的连线上距离两炮孔中点距离R分别为10m的位置钻孔并在每个孔内设置振动传感器，其中，布设传感器的钻孔深度约为爆破孔深度的1/3
‑
2/3，在本实施例中，布设传感器的钻孔深度约为爆破孔深度的一半；
[0025]步骤4、对两炮孔进行起爆，并用振动传感器记录振动数据，两炮孔起爆时要求起爆方式为多点起爆，具体为轴向上的每段乳化炸药上均设置雷管，且同时起爆，从而起到多点起爆的效果；
[0026]步骤5、将在炮孔连线上的振动传感器测到的波形反相后与中垂线上的振动传感器测到的波形叠加得到预裂缝成缝诱发瞬态卸荷振动，该波形反相叠加的原理为：瞬态卸荷诱发振动传递的方向与卸载面的相关性极大，在炮孔连线方向远小于垂直于炮孔连线方
向，而两炮孔的爆破诱发的振动场在中远区基本是各向相同的(接近圆形)，将两波形进行叠加即可得到预裂缝成缝诱发瞬态卸荷振动。
[0027]以上仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本专利技术说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本专利技术的保护范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瞬态卸荷振动测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在目标高应力区域钻设至少一组炮孔，每组炮孔包括两个炮孔；步骤2、采用径向不耦合及轴向不耦合的装药结构在每组炮孔内装药；步骤3、在同一组的两炮孔的中垂线上及两炮孔的中心点连线上距离各炮孔中心点8
‑
12m的位置处钻孔并在每个孔内设置振动传感器；步骤4、对炮孔进行起爆，并用振动传感器记录振动数据；步骤5、将在同一组的两炮孔连线上的振动传感器测到的波形反相后与其中垂线上的振动传感器测到的波形叠加得到预裂缝成缝诱发瞬态卸荷振动。2.根据权利要求1所述的瞬态卸荷振动测量方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗笙，严鹏，卢文波，胡浩然，张翔宇，陈明，王高辉，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：