跨孔声波法在某水库坝址区岩体检测中的应用

古今用; 王红

doi:10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.008

跨孔声波法在某水库坝址区岩体检测中的应用

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.008

古今用,
王红

贵州省水利科学研究院，贵州贵阳　550001

基金项目: 贵州省水利厅科技项目（KT201705）

详细信息

作者简介:
古今用，男，1980年生，贵州兴仁人，硕士研究生，高级工程师，主要从事农田水利方向研究。E-mail：hong_wangnet@163.com

中图分类号: TU 45
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出版历程
- 收稿日期: 2020-11-09
- 刊出日期: 2022-02-16

Application of Cross Hole Sonic Wave Method in Rock Mass Detection of Dam Site of a Reservoir

Guizhou Provincial Water Conservancy Research Institute, Guiyang 550001, Guizhou, China

摘要

摘要: 跨孔声波法是混凝土检测的重要方法，为掌握下把比水库大坝坝址区岩体节理裂隙发育、岩体性状及其分布，选择了坝址区A、B两处部位各3个钻孔，采用跨孔声波探测技术进行钻孔岩体声波波速测试。测试结果表明：大坝坝址水平段基础岩体组织结构部分破坏，岩体纵波波速值 ${v_{{\rm{pm}}}}$一般在2000～4000 m/s，岩体风化裂隙发育、较破碎，存在裂隙、破碎带及局部软弱夹层等缺陷。研究结果为大坝坝址基础岩体完整性程度评价提供数据支撑，为解决大坝坝址稳定及渗漏问题提供提供详实可靠的依据。
- 岩体 /
- 跨孔声波法 /
- 波速 /
- 裂隙
Abstract: The cross hole sonic wave detecting technology is an important method for concrete inspection. To study the development of joints and fissures, rock properties and distribution of the rock mass in the dam site area of Xiababi Reservoir, three boreholes in each of the two locations in the dam site area were selected. Cross hole sonic wave detection technology was used to test the sonic wave velocity of rock mass. The test results show that the basic rock mass organization structure of the horizontal section of the dam site is partially damaged. The longitudinal wave velocity of the rock mass is generally 2000～4000 m/s. The weathering cracks of the rock mass are developed and relatively broken. There are cracks, broken zones and local weak interlayers. The research results could provide data support for the evaluation of the integrity of the foundation rock mass of the dam site, and provide a detailed and reliable basis for solving the stability and leakage problems of the dam site.
- rock mass /
- cross hole sonic wave detecting /
- acoustic wave velocity /
- fissure

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图 1 跨孔超声波布孔平面图

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图 2 A组钻孔1、2、3岩体声波波速随深度变化曲线图

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图 3 B组钻孔1、2、3岩体声波波速随深度变化曲线图

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表 1 纵波速划分岩质单元指标（硬质岩）

岩质单元	纵波波速/（m·s⁻¹）	岩性描述
A	>5000	岩质新鲜，未见内化痕迹，未风化
B	4000～5000	组织结构基本未变，有少量的风化裂缝，微风化
C	2000～4000	组织结构部分破坏，风化裂隙发育，中等风化
D	1000～2000	组织结构已大部分破坏，裂隙很发育，岩体破碎，强风化
E	500～1000	组织结构已基本破坏，但尚可辨认，全风化
F	<500	岩体结构已破坏，硬质岩石残积土

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表 2 岩体完整性分类标准

完整性系数${K_{\rm{v}}}$	>0.75	0.55～0.75	0.35～0.55	0.15～0.35	<0.15
岩体完整程度	完整	较完整	完整性差	较破碎	破碎

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表 3 Azk1现场岩声波测试结果

深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述	深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述
0.75～1.95	2342～3136	较破碎中等风化灰岩	7.55～7.75	2196	较破碎中等风化灰岩
2.15	1962	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	7.95～8.15	1846～1986	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
2.35～6.75	2110～3025	较破碎中等风化灰岩	8.35	2057	较破碎中等风化灰岩
6.95	1854	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	8.55～8.75	1898～1934	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
7.15	2349	较破碎中等风化灰岩	8.95～16.75	2008～3329	较破碎中等风化灰岩
7.35	1920	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩

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表 4 Azk1现场岩声波测试结果

深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述
0.75～15.75	2336～3487	较破碎中等风化灰岩
15.95	1893	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
16.15～16.75	2456～2874	较破碎中等风化灰岩

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表 5 Azk3现场岩声波测试结果

深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述	深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述
0.75～2.35	2479～3071	较破碎中等风化灰岩	12.35～14.55	2196～3322	较破碎中等风化灰岩
2.55	1981	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	14.75	1979	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
2.75～6.75	2110～3282	较破碎中等风化灰岩	14.95～15.75	2031～2581	较破碎中等风化灰岩
6.95～7.15	1813～1934	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	15.95～16.15	1939～1991	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
7.35～11.75	2023～3217	较破碎中等风化灰岩	16.35～16.75	2089～2214	较破碎中等风化灰岩
11.95～12.15	1918～1934	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩

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表 6 Bzk1现场岩声波测试结果

深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述	深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述
0.5～1.9	2105～2537	较破碎中等风化灰岩	5.5～6.3	2036～2411	较破碎中等风化灰岩
2.1～2.5	1806～1929	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	6.5～6.9	1855～1968	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
2.7	2012	较破碎中等风化灰岩	7.1～9.7	2102～3358	较破碎中等风化灰岩
2.9	1980	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	9.9	1980	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
3.1～4.9	2301～3230	较破碎中等风化灰岩	10.1～11.5	2274～3043	较破碎中等风化灰岩
5.1～5.3	1821～1994	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩

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表 7 Bzk2现场岩声波测试结果

深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述	深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述
0.5～3.1	2281～3264	较破碎中等风化灰岩	4.7	1770	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
3.3～4.1	1605～1990	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	4.9～11.5	2141～3428	较破碎中等风化灰岩
4.3～4.5	2045～2102	较破碎中等风化灰岩

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表 8 Bzk3现场岩声波测试结果

深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述	深度/m	岩体声波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩性描述
0.5～0.7	1848～1886	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	3.1～3.5	2007～2080	较破碎中等风化灰岩
0.9～1.5	2035～2077	较破碎中等风化灰岩	3.7～3.9	1865～1958	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
1.7～1.9	1646～1989	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	4.1	2037	较破碎中等风化灰岩
2.1～2.3	2013～2046	较破碎中等风化灰岩	4.3～4.5	1779～1820	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩
2.5～2.9	1940～1976	很破碎，裂隙发育，强风化灰岩	4.7～11.5	2189～3702	较破碎中等风化灰岩

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表 9 岩块试样波速测试成果表

编号	取样孔	取样深度/m	岩块纵波波速${v_{{\rm{pr}}} }$/ (m·s⁻¹)	岩块纵波波速平均值$\overline { {v_{{\rm{pr}}} } }$/ (m·s⁻¹)
23^#	Azk1	5.15	5786	5714
161^#	Azk2	16.75	5802
221^#	Azk3	12.55	5619
264^#	Bzk1	4.7	5811
338^#	Bzk2	8.3	5671
405^#	Bzk3	10.7	5532

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表 10 岩体完整性综合统计表

检测剖面	检测间距/mm	岩体纵波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/（m·s⁻¹）			岩体完整性指数${K_{\rm{v}}}$	岩体完整性程度	岩体单元
检测剖面	检测间距/mm	${v_{{\rm{p}}\max } }$	${v_{{\rm{p}}\min } }$	$\overline { {v_{\rm{p}}} }$	岩体完整性指数${K_{\rm{v}}}$	岩体完整性程度	岩体单元
Azk1—Azk2	910	3329	1846	2607	0.21	较破碎	C
Azk2—Azk3	810	3487	1893	2863	0.25	较破碎	C
Azk1—Azk3	810	3322	1813	2522	0.19	较破碎	C
Bzk1—Bzk2	680	3358	1806	2463	0.19	较破碎	C
Bzk2—Bzk3	750	3428	1605	2751	0.23	较破碎	C
Bzk1—Bzk3	590	3702	1646	2616	0.21	较破碎	C

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表 11 岩体声波测试结果

检测部位	岩体纵波波速${v_{{\rm{pm}}} }$/（m·s⁻¹）			岩体性状描述
检测部位	${v_{{\rm{p}}\max } }$	${v_{{\rm{p}}\min } }$	$\overline { {v_{\rm{p}}} }$	岩体性状描述
A组	3487	1813	2664	中等风化岩体，裂隙中等发育，块状结构，组织结构部分破坏，岩体较破碎
B组	3702	1605	2610	中等风化岩体，裂隙中等发育，裂隙块状结构，组织结构部分破坏，岩体较破碎

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