[發明專利]用于大地結構的崩塌預測方法

有效

• 申請號: 200980116626.6
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN102016641A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 千大成;樸義燮;鄭龍福;樸燦;辛重鎬
• 申請（專利權）人: 韓國地質資源研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;王伶

本發明要求2008年5月9日提交的韓國專利申請No.10-2008-0043454的優先權，通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及巖石力學和巖土工程的領域；尤其涉及一種使用巖土結構中的損壞產生的聲發射(AE：Acoustic?Emission)信號來識別巖土結構的破壞跡象并且還提供用于破壞預測的管理標準的測量技術；并且，更具體地涉及一種使用AE方法代替傳統的位移或應力測量方法，來預測巖土結構的破壞的方法。

背景技術

本發明涉及一種使用巖土結構中的損壞產生的聲發射(AE)信號來識別巖土結構的破壞跡象并且還提供用于破壞預測的管理標準的測量技術，這屬于巖石力學和巖土工程的領域。詳細地，本發明涉及一種使用AE方法代替傳統的位移或應力測量方法，來預測巖土結構中的破壞的方法。這里，AE信號是包括AE和微震(MS：Microseismic)事件的概念。

AE是在與材料的損壞有關的驟加應變的能量放出時產生的彈性波。通常，AE信號的產生在大型破壞之前急劇地增加。作為用于預測巖土結構中的破壞的一般技術和設備，今天，存在使用桿式伸長計、傾角計探頭或GPS的位移測量方法；使用壓強計測量地下水位變化的方法；和使用載荷計的應力測量方法。因為巖土結構中出現破壞之前的應變是非常小的，使用傳統的位移或應力測量方法難以識別破壞跡象。然而，在巖土結構中出現破壞之前，伴隨著微應變產生微裂紋，并且然后微裂紋生長并且彼此合并，由此最后出現破壞。因此，如果可以檢測到微裂紋，則可以識別出破壞跡象。換言之，在最后的破壞之前，在巖土結構中產生微裂紋，并且通過位移或應力不能檢測到微裂紋，但是通過AE信號能夠檢測到微裂紋。

然而，在帶有使用AE信號預測巖土結構中的破壞的AE傳感器的測量裝置中，因為AE信號的衰減是必然會出現的，所以從分別位于不同位置的AE傳感器所檢測的AE信號難于獲得用于預測巖土結構中的破壞的通用參數。

此外，因為構成巖土結構的土地由巖石和土壤組成，并且因此在土地的每個區域產生的AE信號彼此不同，所以難于獲得用于預測巖土結構中的破壞的通用參數。

發明內容

本發明的實施方式涉及提供一種預測巖土結構中的破壞的通用方法，其引入了反映由于波的波導的衰減效應的新參數，并且因此可以與AE信號的衰減水平無關地預測巖土結構中的破壞。

本發明的另一個實施方式涉及提供一種預測巖土結構中的破壞的方法，其使用帶有AE傳感器的測量裝置，所述AE傳感器在巖土結構被損壞時與巖土結構中的大地狀況和形成無關地檢測彼此相同的AE信號，從而可以精確地預測巖土結構中的破壞和損壞。

本發明的另一個實施方式涉及提供一種預測巖土結構中的破壞的方法，其使用帶有AE傳感器的測量裝置，所述AE傳感器可以降低AE信號的衰減從而檢測寬范圍的AE信號。

為了實現本發明的目的，本發明提供了一種預測巖土結構中的破壞的方法，該方法包括以下步驟：使用包括內部波導和外部波導的帶有AE傳感器的測量裝置，測量由于巖土結構中的變形或移動對所述外部波導的損壞所產生的特定AE信號，其中所述帶有AE傳感器的測量裝置中的至少一個AE傳感器附接到所述內部波導，所述帶有AE傳感器的測量裝置固定地安裝在鉆孔中并且通過預期的破壞平面，所述內部波導由旨在防止AE信號急劇衰減的金屬材料形成，所述外部波導穩固地包圍至少一個AE傳感器以及所述內部波導，并且所述外部波導由均質脆性材料形成，該均質脆性材料旨在由于表示巖土結構中存在變形或移動的事件而損壞所述外部波導時，與大地狀況或形成無關地產生特定的AE信號；獲得巖土結構中的表示巖土結構中的損壞水平的參數值，以預測巖土結構中的破壞，其中這些參數值是從至少一個AE測量到的AE信號提取的；關于帶有AE傳感器的實驗室試驗測量裝置，執行實驗室拉伸、剪切和壓縮試驗中的至少一個試驗，并且獲得由于帶有AE傳感器的所述實驗室試驗測量裝置的外部波導的損壞而產生的AE信號，所述實驗室試驗測量裝置與現場(或巖土結構中)所安裝的測量裝置相同。利用實驗室試驗中施加的載荷，獲得實驗室參數值，該實驗室參數值與巖土結構中的參數值相對應，從由于所述實驗室試驗測量裝置的所述外部波導的損壞而產生的AE信號中提取；以及將一個或更多個基準參數值與所獲得的巖土結構中的參數值進行比較，并且評估巖土結構是否對應于根據所述一個或更多個基準參數值的損壞水平，其中，所述一個或更多個基準參數值表示巖土結構中的損壞水平，包括在與巖土結構中的所述參數值相對應的實驗室參數值中，并且所獲得的巖土結構中的參數值是在參數值獲得步驟中在巖土結構中獲得的。