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应用弹性波CT技术测试岩体灌浆效果

2012-09-19李新宝柴绪令方玉满郭民龙

东北水利水电 2012年4期

李新宝,陈 霞,柴绪令,方玉满,郭民龙

(1.吉林省水利水电勘测设计研究院,吉林 长春 130012;2.辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院,辽宁 鞍山 114038)

0 引言

当岩体存在破碎或局部不连续时,破坏了岩体的均一性,降低了强度,工程中需要灌浆以达到增强岩体完整性,提高岩体强度的目的。灌浆是否达到预定的效果,需要采用物探方法进行检测,弹性波CT技术就是有效的检测方法之一。

弹性波CT方法,又称弹性波层析成像技术,是通过在孔中发射和接收弹性波,通过一定的观测采集方式和数据处理方法,得到弹性波在岩体内传播速度信息的一种技术方法。由于弹性波传播速度的大小与岩体的坚硬和完整程度相关,同种岩性下,坚硬且完整的石具有较高的波速,因此,利用波速分布信息的成像结果,可以分析和确定出低速区域,评价灌浆效果,或确定灌浆位置。

1 基本原理

弹性波CT成像,首先通过扇形测试获得大量的首波走时数据,然后通过求解大型矩阵方程获取两孔之间速度剖面图像。设在成像剖面内测有N条射线,首先根据测试精度将剖面分为M个网格,以射线理论为基础的成像方法归结为求解如下方程:

式中lij是第i条射线在第j个单元内的路径长度;Sj是第j个单元的慢度(1/V)值;ti是第i条射线的走时值。

用SIRT解上述方程步骤如下:

1)用直射线方法计算各单元平均慢度值S(0)。设某一单元内有n条射线通过,lm是其中第m条通过单元的射线长度,且其射线总长为Lm,走时为Tm,则通过单元所用的时间分配tm=Tmlm/Lm,n条射线通过单元的总时间分配为,总长度分配为,则该单元的平均慢度S=tn/ln。……

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