[發明專利]一種巖體地震波、聲波縱波速度對比換算的方法

有效

• 申請號: 201710769429.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107561584B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 王清玉;王志豪;段偉;劉棟臣;張美多;王杰;何燦高;趙吉祥;王長偉;周振廣
• 申請（專利權）人: 中水北方勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/32
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

本發明公開了一種巖體地震波、聲波縱波速度對比換算的方法,包括地震波、聲波測試在同一測段、相同飽水和波的傳播路徑一致的條件下，地震波采用相遇時距曲線觀測系統測試；在地震波相遇時距曲線觀測系統相應檢波點垂直方向布置鉆孔，聲波采用跨孔水平同步測試。地震波、聲波資料解釋方法。地震波、聲波縱波速度對比換算的方法。本發明規范了地震波、聲波縱波速度對比換算的方法，有利于建立測區地震波、聲波縱波速度的關系，可為工程巖體質量評價提供重要的基礎成果。

技術領域

本發明涉及水利水電工程巖體質量評價，具體說，是一種巖體地震波、聲波縱波速度對比換算的方法。

背景技術

水利水電工程巖體彈性波測試主要包括超聲波、聲波和地震波測試。超聲波主要用于巖芯測試，聲波主要用于鉆孔單孔巖體聲波測井和聲波跨孔測試，地震波主要對建基面巖體和洞壁巖體進行測試和鉆孔與鉆孔、探洞與探洞、鉆孔與探洞對穿測試等。

一般大中型水利水電工程，在技施階段建基巖體質量評價需要布置地震波、聲波測試工作量10km-20km。利用地震波、聲波測試成果可系統評價建基面巖體質量，為壩基巖體工程地質分類和工程驗收提供部分依據。

《水利水電工程地質勘察規范》GB50487-2008關于壩基巖體工程地質分類，要求實測波速為聲波縱波速度，但現場多不具備條件，而只能開展地震波測試。故需要研究聲波和地震波速度的關系。

由于地震法激發地震波的能量較大，地震波在巖體中的傳播可相對劃分為非彈性體和彈性體階段。而聲波法由于能量小，故聲波在巖體中的傳播可視為在完全彈性介質中傳播。換言之，就同一測段巖體而言，由于聲波法的作用力小，作用時間短，故巖體的變形是彈性的。而地震法作用力大，作用時間長，因而巖體的變形包含有非彈性部分。所以就同一測段巖體而言，聲波在其中的傳播速度一般大于地震波。

由于聲波、地震波能量的差異，導致二者可傳播距離不一。聲波一般測試距離較小，它難以全面包容巖體節理、溶孔及斷裂等綜合效應。而地震波由于可傳播距離大，故其測試指標能全面反映巖體的平均動彈性性能。當彈性波在巖體中傳播遇到節理面、溶孔及斷層時，其波速將降低，故在同一巖體中聲波傳播速度往往較地震波高。

上述分析認為：同一巖體所測的聲波縱波速度一般大于地震波縱波速度。

目前，在實施的《水利水電工程物探規程》SL326—2005、《水電水利工程物探規程》DL/T5010—2005、《城市工程地球物理探測規范》CJJ7—2007和《電力工程物探技術規程》DL/T5159—2002等相應規程均未明示聲波、地震波速度應建立在什么基礎上進行比較、如何比較的規定。實際應用可謂五花八門，甚至很隨意的將不同測段、不同條件下實測的聲波、地震波速度進行簡單、粗略的對比分析，如將飽水狀態下的聲波速度與干燥狀態下地震波速度進行比較或者將不同傳播路徑的兩種波速進行換算，未能全面考慮測試時巖體的含水狀態、巖體的各向異性和波的傳播路徑的影響，必然得出不符合實際的結果，影響巖體質量的評價。

發明內容

本發明的目的在于地震波、聲波測試在同一測段、相同飽水條件，波的傳播路徑一致，故將其測試成果進行對比換算，可提高兩者的可比性，從而使兩者的換算關系具有實用價值，有利于水利水電工程建基巖體質量的評價。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種巖體地震波、聲波縱波速度對比換算的方法，依次包括以下步驟：

A、地震波、聲波測試在同一測段、相同飽水和波的傳播路徑一致的條件下，地震波采用相遇時距曲線觀測系統測試；在地震波相遇時距曲線觀測系統相應檢波點垂直方向布置鉆孔，聲波采用跨孔水平同步測試；

B、將獲得的地震波、聲波資料進行解釋；

C、根據解釋數據，得出地震波、聲波縱波速度對比換算關系。

所述步驟B包括：