一种岩质边坡破碎程度探测及评价方法

技术领域

本申请涉及边坡安全技术领域，具体涉及一种岩质边坡破碎程度探测及评价方法。

背景技术

岩质边坡破碎时，边坡易出现剥落、滑坍和崩坍等破坏形式，当破坏范围增大，将产生边坡自然灾害，严重影响着附近人民的生命安全，威胁着边坡附近的交通、通讯和电力基础设施。

对破碎岩质边坡进行加固，需要掌握边坡的破碎程度和边坡的破坏范围，以便设计边坡加固方案，因此，岩质边坡的破碎程度尤为重要，但现阶段，对于边坡破碎程度还无法定量化探测和评价，边坡破碎范围无法精准确定，岩质边坡破碎程度探测及评价方法对岩质边坡稳定性控制非常重要。而现有技术存在下述问题：对边坡破碎程度无法定量化探测和评价；对边坡破碎范围无法精准确定。

发明内容

为克服上述问题，本申请提供了一种岩质边坡破碎程度探测及评价方法，步骤包括：

在待测岩质边坡现场采集岩石，制作不同粒径的岩石试样，将所述岩石试样放入不同的探测容器中；

根据所述岩石试样得到所述岩质边坡破碎程度值与波速、幅值的模型；

在所述岩质边坡施打若干探测孔，根据所述探测孔，定位推进装置；

基于所述推进装置对所述岩质边坡进行监测，得到所述岩质边坡超声波波速和幅值的现场值；

基于所述模型和所述现场值，得到所述岩质边坡的破碎程度值；

沿所述岩质边坡纵向深度，画出所述破碎程度值的变化曲线，根据所述变化曲线，划定所述岩质边坡的不同破碎范围。

优选的，得到所述模型的方法包括：利用超声波探测不用粒径岩石的波速和幅值，计算不同粒径岩石破碎程度值，画出不同粒径岩石的破碎程度值与波速和幅值的曲线，确定岩石破碎程度值与波速和幅值的模型。

优选的，得到所述破碎程度值的方法包括：将所述现场值带入所述模型，计算得到所述破碎程度值。

优选的，划定所述不同破碎范围的方法包括：根据所述破碎程度值，沿所述岩质边坡纵向深度方向，绘出边坡岩石破碎程度值曲线，划定破碎范围，所述破碎范围包括：当所述破碎程度值＝1为完整岩石，所述破碎程度值＝0.9～1为较完整岩石，所述破碎程度值＝0.7～0.9为较破碎岩石，所述破碎程度值＜0.7为破碎岩石，所述破碎程度值＝1时的所述岩质边坡深度位置到所述岩质边坡表面的距离为所述破碎范围。

优选的，所述推进装置包括：推进杆、固定架、主动轮、被动轮、齿轮、调解螺旋杆、定向阀和探头安装架；所述被动轮和所述齿轮相连，分别固定在所述固定架上，所述被动轮转动带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述推进杆通过轮齿传输动力，所述主动轮固定在所述固定架一侧上，通过伸缩皮带与两个所述被动轮相连，两个所述推进杆之间的距离通过所述调解螺旋杆设置所述推进杆之间的距离所述，推进杆穿过所述定向阀，在所述推进杆端部设置所述探头安装架。

优选的，所述探测容器的边长应和所述探测孔的间距和现场完整岩石尺寸一致，所述探测容器两个平行面的中间位置设置探测窗口，所述探测窗口尺寸与探测头的尺寸一致，探测窗口设置两个半圆形固定光圈，固定所述探测头。

优选的，所述探测孔的距离应为300mm～500mm，所述探测孔直径大于所述超声波探头10mm，所述超声波探头安装在所述推进杆上，调解两个所述推进杆距离，将两个所述推进杆与所述探测孔精准定位。

优选的，得到所述现场值的方法包括：将两个所述超声波探头平行地推入不同深度的所述探测孔，测量所述岩质边坡不同深度的所述现场值。

与现有技术，本申请的有益效果如下：

采用岩质边坡破碎程度探测方法，可以对边坡不同位置岩石破碎程度进行精准探测，得到连续的破碎程度值。可以圈定边坡破碎范围，得到破碎岩石与完整岩石的分界面。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一的方法流程示意图；

图2为本申请实施例一的探测容器示意图；

图3为本申请实施例一的推进装置示意图；

图4为本申请实施例二的详细步骤示意图。

附图说明：1、固定架；2、推进杆；3、定向阀；4、主动轮；5、伸缩皮带；6、被动轮；7、齿轮；8、探头；9、探头安装架；10、调解螺旋杆；11、超声波探头；12、固定钢圈。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

如图1所示，为本申请实施例一的方法流程示意图，步骤包括：在待测岩质边坡现场采集岩石，制作不同粒径的岩石试样，将岩石试样放入不同的探测容器中；根据岩石试样得到岩质边坡破碎程度值与波速、幅值的模型；在岩质边坡施打若干探测孔，根据探测孔，定位推进装置；基于推进装置对岩质边坡进行监测，得到岩质边坡超声波波速和幅值的现场值；基于模型和现场值，得到岩质边坡的破碎程度值；沿岩质边坡纵向深度，画出破碎程度值的变化曲线，根据变化曲线，划定岩质边坡的不同破碎范围。

在本实施例一中，制作岩石试样的方法包括：相邻岩石粒径之差为5mm，岩石粒径d＝1mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm...n,n为完整岩石尺寸，不同粒径岩石样分别放入探测容器内。在本实施例一中，探测容器如图2所示，其边长应和探测孔的间距和现场完整岩石尺寸一致，探测容器两个平行面的中间位置设置探测窗口，探测窗口尺寸与探测头的尺寸一致，探测窗口设置两个半圆形固定光圈，固定探测头。

之后，利用超声波探测不同粒径岩石的波速v和幅值f，计算不同粒径岩石破碎程度值

上述的推进装置如图3所示，包括：推进杆2、固定架1、主动轮4、被动轮6、齿轮7、调解螺旋杆10、定向阀3和探头安装架9；被动轮6和齿轮7相连，分别固定在固定架1上，被动轮6转动带动齿轮7转动，齿轮7与推进杆2通过轮齿传输动力，主动轮4固定在固定架1一侧上，通过伸缩皮带5与两个被动轮6相连，两个推进杆2之间的距离通过调解螺旋杆10设置推进杆2之间的距离，推进杆2穿过定向阀3，在推进杆2端部设置探头安装架9。

在本实施例一中，定位推进装置的方法包括：在岩质边坡施打两个探测孔，超声波探测推进装置的两个推进杆2上安设超声波探头11，根据探测孔，定位推进装置。之后，转动主动轮4，将两个超声波探头11平行的推入不同深度的探测孔，相邻深度差为50～100mm，测量边坡不同深度的超声波波速和幅值的现场值。上述探测孔的距离应为300mm～500mm，探测孔直径大于超声波探头1110mm，超声波探头11安装在推进杆2上，调解两个推进杆2距离，将两个推进杆2与探测孔精准定位。

之后将现场值带入模型，计算得到破碎程度值并根据破碎程度值划定岩质标的的不同破碎范围。划定不同破碎范围的方法包括：根据破碎程度值，沿岩质边坡纵向深度方向，绘出边坡岩石破碎程度值曲线，划定破碎范围，破碎范围包括：当破碎程度值＝1为完整岩石，破碎程度值＝0.9～1为较完整岩石，破碎程度值＝0.7～0.9为较破碎岩石，破碎程度值＜0.7为破碎岩石，破碎程度值＝1时的岩质边坡深度位置到岩质边坡表面的距离为破碎范围。

实施例二

下面将结合本实施例二详细介绍本申请如何解决实际生活中的技术问题。

如图4所示，本申请实施例二的详细步骤示意图。

第一步，现场采集岩石，制作不同粒径的岩石试样，相邻岩石粒径之差为5mm，岩石粒径d＝1mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm...n,n为完整岩石尺寸，不同粒径岩石样分别放入探测容器内。

在本实施例二中，探测容器采用铝钛合金材质，探测容器的边长应和现场探测孔的间距、完整岩石尺寸一致，探测容器两个平行面的中间位置设置探测窗口，探测窗口尺寸应与超声波探头11的尺寸一致，探测窗口设置两个半圆形固定钢圈12，固定超声波探头11。

将探头12放入探测窗口中，用固定钢圈将探头12固定，利用超声波探测容器内不同粒径岩石的波速v和幅值f，计算不同粒径岩石破碎程度值

第二步，在岩质边坡施打两个探测孔，探测孔的距离以300mm～500mm为益，探测孔直径大于超声波探头10mm，超声波探头12安装在探测推进装置的推进杆2上，调解两个推进杆2距离，将两个推进杆2与钻孔精准定位。

所述推进装置包括推进杆2、固定架1、主动轮4、被动轮6、齿轮7、调解螺旋杆10、定向阀3和探头安装架9，被动轮6和齿轮7相连，分别固定在固定架1上，被动轮6转动带动齿轮7转动，齿轮7与推进杆2通过轮齿传输动力，主动轮4固定一侧的固定架1上，通过伸缩皮带5与两个被动轮6相连，两个推进杆2之间的距离通过调解螺旋杆10设置推进杆2之间的距离，推进杆2穿过定向阀3，在推进杆端部设置探头安装架9。

第三步，转动主动轮4，将两个超声波探头11平行的推入不同深度的探测孔，相邻深度差为50～100mm，每个测量深度停止推进，利用平行的两个超声波探头11测量边坡岩石超声波波速v和幅值f。

第四步，将探测孔不同深度的边坡岩石超声波波速v和幅值f带入实验室建立的岩石破碎程度值与波速、幅值的模型，计算出边坡不同深度岩石的破碎程度值。

第五步，根据计算得到的不同深度岩石破碎程度值，沿边坡纵向深度方向，绘出边坡岩石破碎程度值曲线，划定边坡破碎范围，当μ＝1为完整岩石，μ＝0.9～1为较完整岩石，μ＝0.7～0.9为较破碎岩石，μ＜0.7为破碎岩石，μ＝1时的边坡深度位置到边坡表面的距离为边坡的破碎范围。

以上的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。