声波测井在公路隧道勘查中的应用 - 图文

东华理工大学毕业论文 摘要

声波测井在公路隧道勘查中的应用

摘 要

本文主要对广东省合水至船塘高速公路隧道勘查中的14口井弹性波测井中采集到的数据进行处理。根据设计要求，对隧道进出洞口及洞身的勘探孔进行声波测试（包括PS测井和声波速度测井）。依据实测岩体和岩石弹性波速，对小金口等几个隧道的弹性波测井资料进行了分析研究，结果表明，隧道口0到2米处为全风化层，横波速度约为0.5(km/s),纵波速度约为1.0(km/s),而岩芯样品声波测试波速约为1.5(km/s)。 4米以下波速明显增大，反映为强风化特征。16米以下横波和纵波更大，定位弱风化层。根据PS测井资料计算了岩土弹性力学参数（包括动弹性模量、动剪切模量、静弹性模量等），并依据相应规范对隧道围岩类别进行了划分，结果表明，小金口等隧道围岩较完整。此成果可为合水至船塘高速公路隧道施工设计提供依据。

关键词：PS测井; 声波速度测井; 围岩类别

东华理工大学毕业论文 Abstract

ABSTRACT

This article is mainly about the data processing of the 14elastic wave logging in the

reconnaissance of HeShui—ChuanTang expressway, GuangDong province. The date research of elastic wave logging indicate the tunnel of XiaoJinKou. Depend on the requirement of the design, using sonic wave testing including PS logging and sonic wave logging to give a test to the reconnaissance hole of the exit and its main part of the tunnel. I know from 0 to 2 miters is all decency. The velocity of the transverse wave is about 0.5(kilometer per second), the velocity of longitudinal wave is about 1.0 (kilometer per second), and the velocity of the sonic wave testing of the sample is about 1.5(kilometer per second). The velocity of the sonic wave extends obvious under the depth of 4m, we can confirm it most decency and 16m below the velocity of the sonic is faster, so confirm it weak decency. Depend on the elasticity velocity of the wave in the rock, we can know the parameter of elasticity of the wall rock tunnel, physics index of the rock, providing a true index of the wall rock tunnel and the types of wall rock.

Key words：PS logging; sonic wave logging; the types of wall rock

东华理工大学毕业论文 目录

目 录

绪 论 ................................................................ 2 1.1地层 ............................................................. 2 1.2 岩浆岩 ........................................................... 3 1.3构造 ............................................................. 3 1.3.1变形构造 ..................................................... 3 1.3.2断裂构造 ..................................................... 4 1.4区域稳定性 ....................................................... 4 1.4.1新构造运动 ................................................... 4 1.4.2.断裂活动 ..................................................... 5 1.4.3.地震活动 ..................................................... 5 2. 水文地质条件 ....................................................... 6 2.1松散岩类孔隙水 ................................................... 6 2.2 基岩裂隙水 ....................................................... 6 2.3 红层孔隙裂隙水 ................................................... 6 2.4 不良地质 ......................................................... 6 3. 弹性波测井 ......................................................... 7 3.1.PS测井 .......................................................... 7 3.1.1.测量原理及野外工作方法 ....................................... 7 3.1.2 PS测井资料整理方法 .......................................... 8 3.2 声波速度测井 .................................................... 8 3.2.1 测量原理及工作方法技术 ....................................... 8 3.2.2 声波速度测井资料整理方法 ..................................... 9 3.3 测井仪器设备 ..................................................... 9 4. 声波测井资料解释 ................................................... 9 4.1.实测岩体波速统计 ................................................ 12 4.2 岩体的力学参数计算 .............................................. 13 4.3 隧道围岩分类 .................................................... 19 4.4 隧道围岩的完整性评价 ............................................ 19 结 论 ............................................................... 21 参考文献 ............................................................. 28

东华理工大学毕业论文 绪论

绪 论

合水至船塘（祁尾）高速公路位于我省东北部，是国家重点公路（纵5）河源—广州（口岸）的重要一段，也是我省“三纵四横七连”的重要一纵。项目建成后，我省“西纵”将全线贯通，直接连接连—霍国道主干线、上海—洛阳国家重点公路、上海—武汉国家重点公路，形成高速公路网的规模效益，并构成粤西、粤中地区高速公路骨架。

本项目全线按高速公路标准兴建，全封闭、全立交，全长约73.8公里，共设桥梁103坐，隧道13坐，涵洞594坐，互通立交3处。

依据《公路工程地质勘察规范》（JTG070－2004）和设计要求，主要对隧道进出洞口及洞身的勘探孔进行声波测试（包括PS测井和声波速度测井），获取岩体和岩石的弹性波速度；依据实测岩体和岩石弹性波速，了解隧道围岩的弹性特征，计算岩土弹性力学参数（包括动弹性模量、动剪切模量、静弹性模量等），为判定隧道围岩的破碎程度、围岩分类提供定量指标。

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1. 地质概况

1.1地层

合水至船塘（祁尾）高速公路K40+560以前位于断陷盆地，K40+560以后位于大别造山带大别造山带是夹于华北地块与扬子地块之间秦岭—大别—苏鲁造山带的一部分，古老的结晶基底剥露最深，变质岩层发育最全。

公路沿线以由不同类型的变质岩的变质表壳岩和变质深成岩组成的“大别杂岩”为主体，由于经受强烈的变形变质作用，同构造期花岗岩浆的混合化作用和后期花岗岩浆的侵蚀破坏作用，改造和模糊了原始层序和岩性，层序难以恢复。地（岩）层及其工程特征见表1-1.

表1-1地（岩）层一览表

地质年代单位 代 新生代 白垩纪 第四纪 纪 世 全新世 上更新世 晚世 早世 晚世 构造-地 (岩)层单位 戚家桥组 黑石渡组 毛坦厂组 凤凰台组 八道尖组 褚佛庵组 黄龙岗组 祥云寨组 牛角冲 下五显片麻套 片麻岩 新莆沟岩组 狮子凸岩组 仰天凸岩组 代号 Q4 Q3 K2q K1h J3m J3f Pt3- Pz1b Pt3- Pz1z Pt3- Pz1h Pt3- Pz1x Pt3- Pz1n Xgn Sgn Ygn 11厚度(m) 5～25 5～27 >1700 >2400 >800 >1700 >445 >682 >936 >804 主要岩性描述 亚粘土、砂、卵砾石土 含铁锰结核亚粘土 红色松散砂砾岩、含砾粗砂岩 含砾砂岩、细砂岩、粉砂岩 安山岩、粗面岩 安山或凝灰质角砾岩 砾岩夹石英长石砂岩及砂岩 薄层白云(二云)石英片岩夹石英岩 薄层黑云石英片岩、白云片岩夹石英岩 斑点状（石榴石）白云石英片岩 夹石英片岩、云母片岩 薄层状石英岩,局部夹白云石英片岩 片麻状花岗岩、花岗质片麻岩 主要为二长花岗片麻岩 少量钾长花岗质片麻岩 中细粒石英二长质、石英二长 闪长质片麻岩 细粒二长质片麻岩 中生代 侏罗纪 早元古代 - 新元古代 佛子岭岩群 岳西片麻岩套 2

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中元古代 - 新太古代 大别山杂岩 金刚岩 片麻岩 磨子潭 片麻岩 Pt1Jl Pt1Md 二长(钾长)片麻岩 黑云(角闪)斜长片麻岩 四望山 片麻岩 主要为条带状、条纹状角闪斜长片Pt1Sm 麻岩，次为浅红色变形脉岩，斜长角闪岩等 1.2 岩浆岩 公路沿线区域岩浆活动较频繁，岩浆岩极为发育。总体上划分为两大类，一类为晋宁—加里东期变形变质侵入体，一类为燕山期（侏罗纪—白垩纪）侵入岩和火山岩。

公路沿线区域燕山期侵入岩十分发育，其总体呈北西—南东向分布，与变质造山带构造方位基本一致，岩浆侵位同时受北东—北北东向区域构造的控制而呈北东向展布。主要岩石类型为：二长花岗岩、角闪二长花岗岩等。

工作区内脉岩分布广泛，以专属性脉岩为主，区域性脉岩次之，与火山岩、侵入岩关系密切，侵入时代主要为燕山晚期。脉岩空间展布受构造裂隙控制，以北东、北北东为主，规模由几十米至上千米不等。脉岩类型从中性、酸性到碱性均有不同程度发育，其中以碱性岩脉、花岗斑岩脉最为发育。

工作区内火山活动具有多旋回演化特点，喷发自中性—中酸性—酸性，为一连续岩浆演化序列安山岩—粗安岩组合，早期为爆发相安山质火山角砾岩、集块岩、熔结凝灰岩（主要分布在K53+000～K54+520段地势低洼的沟谷中）---喷溢相安山岩；安山质凝灰岩（主要分布在K53～K56段山体中），晚期为侵入相粗安质角砾熔岩---喷发----沉积相粗安质熔结凝灰岩；粗安岩（主要分布在K49+500～K53+000段）---浅火山相闪长玢岩；花岗斑岩等（在K54+000～K54+300段见揭露），统一划归毛坦厂组（J3m）。

1.3构造

公路沿线区构造位置属于大别造山带，是一个多期离合碰撞形成的复合造山带，变形构造非常复杂。剪切流变构造、推覆构造、伸展拆离构造、断裂构造、穹隆构造及多期褶皱构造等非常发育，共同反映了大别造山带形成演化过程。

1.3.1变形构造

公路沿线跨越大别山带次级的北淮阳构造带和岳西构造带，两者以磨子潭---晓天深断裂(F9)为界：

（1） 北淮阳构造带以佛子岭岩群、庐镇关岩群为主，南北基本对称，构成大型复式叠加向斜构造，主要构成三期构造变形。

第一期变形主要为在中深层次伸展构造体制下，固态塑性流变褶皱叠层构造，发

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育不同程度顺层掩卧褶皱带，顺层连续辟理带、顺层靡棱岩化带、韧性滑断带。

第二期变形是在中、浅层次收缩体制下形成的区域性褶皱构造，岩石由韧性变形向韧脆性变形过渡。

第三期变形浅层次一系列不同级别的构造岩片，自南向北多次滑覆逆冲，使滑片内部早期褶皱产生强烈变位，褶皱鳞片构造、膝折构造、倒转褶皱发育。北部船板冲一带岩片向背逆冲于中、晚侏罗系砾岩之上，南部晓天---磨子潭断裂带是主滑面，地表表现为北倾正断层，向下变缓，呈勺式产出，形成配套的前缘推覆，后缘拉张滑覆系统，青山、晓天等火山盆地正处于拉张而发生发展、反映了大别山强烈隆生过程。

本区出露以佛子岭岩群为主，表现为北以下五显片麻岩套牛角冲片麻岩开头，以新莆沟片麻岩收尾的复向斜构造。

（2）岳西构造带为大别造山带主体，由复杂的变质岩（石）组成，是南、北两大陆块及其间岛弧地体聚合碰状长期发展演化的巨型构造混杂岩带，主要构成三期构造变形。

第一期变形为横向挤压机制下深层次高温塑性流变，形成区域性带状展布面状强韧性变形带。由各类岩石包体、矿物构成拉伸线理和矿物生长线理，主要方位为290°～310°，平行于造山带，反映了早期韧性流动的方向。（晋宁期）

第二期变形主要为中、深层次近水平伸展体制下构造变形，早期面状构造及变形变质体再次发生强烈的韧性剪切变形，表象为侧向展布的紧密平卧、斜卧褶皱，折劈理、皱纹线理等。在构造北部，褶皱轴面倒向与片麻理倾向基本一致，主构造面向北倾，褶皱呈左行排列，上盘向南滑落，造山带整体自本构造带中心向外拆离滑脱。区域上呈“似穹隆”构造，具变质核杂岩特征。其成因可能与造山带根部俯冲陆壳深熔热状态变化有关，密度倒置引起古老花岗岩隆升，造成中、上地壳近水平伸展。（印支期）

第三期变形为中、浅层次韧脆性变形，形成一系列北东向、北西向开阔褶皱和断裂构造，中生代大量岩体侵入和深部基岩的形成，使早期构造形迹和方位发生复杂的变位。（燕山期）

1.3.2断裂构造

区内不同方向脆性断裂较发育，将造山带切割成网状碎块，大型脆性断裂一般均承袭前期的韧性剪切带而构成重要的边界断裂带，一般断裂带仅发育在地表浅部，由造山后期应力释放，岩石破裂形成。其中以北东向断裂最为发育，南北向断裂不发育。总的生成顺序从早到晚依次为北西西、近东西向断裂—北东向断裂--北北东向断裂，构成本区脆（韧）性断裂系统。

1.4区域稳定性

1.4.1新构造运动

晚第三纪以来，喜马拉雅运动以后，区内新构造运动活跃，它不但继承了老构造运动的特征，而且还控制地貌的形态类型及松散堆积物的分布。

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升降运动是区内新构造运动的一个主要特征之一，以龙门—鸟观咀断裂以南，以升降运动为主，地貌上表现为中低山。上升运动剧烈和不均匀，使得中低山区沟谷深切，发育多级河谷裂点，谷底基岩裸露，并在900～1200m、600～750m、300～500m的不同高度上有夷平面存在。以龙门—鸟观咀断裂以北，上升运动减弱，相对表现为沉降特征，地貌上为丘陵和河谷平原，河道摆动明显，发育平行梳状水系，第四系沉积物发育。

1.4.2.断裂活动

断裂活动是新构造运动的又一主要表现形式，断裂活动的发生不但控制着第四系沉积物的发育，而且还引发地震、地下热水出露和深部岩浆的外溢。路线经过地段没有发现规模较大的第四纪断裂活动，但调查区域磨子潭—晓天深断裂（F9）在路线附近以外地段见第四纪活动迹象。

1.4.3.地震活动

工作区及邻区小震发生频繁，据不完全统计，仅1971年～1985年期间共发生了几十次地震（微震）。二十世纪以来发生有感地震4次，最强的达6.25级，为1917年2月22日，位于安徽霍山。据观测，这些地震大多发生在深大断裂带及其次级断裂上。

根据2001年8月1日实施的中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图（GB18306--2001）》，公路沿线地震动峰值加速度分别为0.10g（K0～K70）和0.05g（K70～终点），相应地震动基本烈度为Ⅶ度和Ⅵ度区。

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东华理工大学毕业论文 水文地质条件

2. 水文地质条件

区内地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和红层孔隙裂隙水三类：

2.1松散岩类孔隙水

分布于淠河中、下游的苏家埠—六安—本厂埠一带。孔隙潜水水位埋深1.93～3.40m。

2.2 基岩裂隙水

基岩裂隙水广泛分布于公路沿线，主要含水岩组系上太古界和元古界的变质岩；蚌埠期和燕山期的侵入岩。其次是中生界的火山岩、沉积岩等。依据不同的富水条件及特征，将区内的基岩裂隙水分为3个亚类：层状岩类裂隙水、块状裂隙水及断层脉状水。

2.3 红层孔隙裂隙水

由于该岩组胶结较致密，风化裂隙不甚发育，透水性差，地下水补给及富村存条件差，所以该岩组赋水性极差。大部分分布在低山丘陵区，水质类型为HCO3—Ca型和HCO3—Ca—Na型，矿化度小于0.5g/l。

2.4 不良地质

(1)膨胀土。 (2)软土。 (3)滑坡及崩塌。 主要分布在K22以后。

深挖方主要为石英片岩夹云母片岩，不均匀对于路面基层材料不一而足，一孔不能全面反映整个挖方段的地质情况，任何设计的夸大及保守都是不合理或危险的,必须采用物探及槽探全面反映整个挖方段的具体情况。特别是转步圆闪长玢岩夹有变质岩的俘虏体，地质情况因地异，千差万别，任何设计的夸大及保守也都是不合理或危险的。

侏罗系火成岩的岩性相差亦较大，不长的断面可见凝灰岩，凝灰质角砾岩，集块岩。节理裂隙相差亦较大，加上第四系覆盖较严重，风化层厚度不均匀，岩性软硬差异悬殊，给探槽工作带来不便，增加工作难度，初勘工作这方面工作量较少或没有，要形成对应各层的的物理力学性质工作量较大，特别是短时间内完成，难度较大。

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东华理工大学毕业论文 弹性波测井

3. 弹性波测井

由于交通部门建造公路隧道的需要，近年来迅速发展了弹性波速度测试方法。它不仅可以提供动弹性常数，还能通过相关关系确定静力学参数。如土的物理学指标，地震稳定性评价以及抗震设计中的地震反应谱等。因此，波速测试已成为土建工程和地震工程中重要的原位测试手段。

声波测井是利用弹性波在钻孔中传播的各种规律来研究钻孔剖面，解决工程地质问题的一种有效方法。在工程地质勘察中应用最多的是弹性波速度测井（PS测井和声波速度测井），它是在钻孔中直接测量地震波传播的平均速度和层速度，利用岩层中传播的速度特征来评价岩体质量和工程稳定性的一种方法。

如果采用不同的观测方式，那么在钻孔中既可测量纵波速度，也可测量横波速度。PS测井主要是测量弹性波在岩层中的传播速度，超声波速度测量岩体的声波传播速度。以下是弹性波测井的原理和方法。

3.1.PS测井

PS测井是纵波（P波）、横波（S波或剪切波）速度测井的简称，它能够可靠的原位测定地层的纵波和横波速度，目前广泛应用于工程地质调查中。

3.1.1.测量原理及野外工作方法

（1）震源设置：在井口附近（1米左右）的地表设置一厚木板作为震源，为增大摩擦阻力，可在激发板的下面放置些砂子，以便激发时木板稳定。

（2）测量：将三分量井中检波器置于井底，使其中两组水平方向的检波器用来接收剪切波，垂直检波器接收纵波；测量时给井中检波器的橡皮囊充气或充水，使橡皮囊另一侧的垫板与井壁紧密耦合；用重锤分别沿水平方向敲击厚木板两端以激发剪切波，竖立敲击激发纵波，同时将井中三分量检波器接收到的波转换成电信号通过电缆传送到地面记录仪中。沿水平方向敲击厚木板两端所记录的剪切波S左、S右的波形相似，相位相反。如图3-1所示。

钻孔?左敲击振幅激发板?右敲击?左??右

图3-1 PS测井示意图

测完一个点后，放掉井中检波器橡皮囊中的气或水，将井中检波器提升到下一个测点（测点距为0.5米），如此测定全井。

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东华理工大学毕业论文 弹性波测井

3.1.2 PS测井资料整理方法

（1）资料整理：在资料解释之前，首先应选定S波最佳接收方向的记录；分别绘制P波和剪切波S左、S右的波形图；进行相位对比，选择一个峰值明显，能由浅入深进行连续追踪对比的相位；确定相位的时间值。

（2）划分地层界面：绘制出时深（Z－t）曲线，依据P、S波Z－t曲线折曲点划分地层界面。

（3）速度计算：根据时深曲线的直线性，作出该段的斜率线，斜率的倒数即为该段的视速度。通过反复的正演计算，直至计算结果与实测数据一致，即为各实际地层的速度。

3.2 声波速度测井

声波速度测井是利用钻孔测取不同深度岩体声波传播速度的一种有效方法。它可较详细的划分岩层获得连续变化的速度界面和岩层的声波传播速度，从而弥补PS测井因激发的地震波波长较长及测点间距较大而不能细致划分岩层获得岩层速度信息的弱点。

3.2.1 测量原理及工作方法技术

一般可采用单孔和跨孔声波测井两种方式。本次测试采用的是单孔测量方式，该方法的原理如下：

如图3-2所示，在钻孔轴线上放置“单发双收”型换能器。其中S1、S2为接收换能器，F为发射换能器，F至S1的距离称为源距（l），S1至S2之间的距离称为间距（?l）。工作时，发射换能器向井壁辐射声波，当声波入射角等于临界角（sini?Vt）Vm时，在井壁产生“滑行波”，滑行波在滑行过程中引起井液振动，从而在井液中产生折射，折射波被接收换能器接受。由于滑行的纵波速度大于滑行的横波速度，所以最先到达接收换能器的是滑行纵波产生的折射波（称之为首波）。声波旅行的路径如图3-2所示。

岩体??l???????l????

图3-2 单孔测井原理示意图

声波由F至S1的走时为：

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t1?FAABBS1； （3-1） ??VmVtVm声波由F至S2的走时为：

t2?

FAACCS2??VmVtVm

（3--2）

?l故?t?t2?t1。因此，可测得岩体纵波声速：Vp?Vt?。

?t测量时把通过6心电缆线与声波仪连接的“单发双收”测井换能器置于井底，按

选定的测点距（测点距为0.5米）由下向上提升，逐点进行测量，依次测取各测点上到达换能器S1和S2的首波所需的时间t1及t2，直到测完全井。

3.2.2 声波速度测井资料整理方法

（1）计算各测点时差（?t）：

?t?t2?t1； （3--3）

（2）计算各岩层的声速（Vp）： ?Vp??l； （3--4） ?t（3）绘制声速－孔深（Vp?z）曲线

3.3 测井仪器设备

采用武汉岩海工程技术开发公司生产的RS-STOC1型声波检测仪，各项性能指标见表3-2。

表3-2 RS-STOC1型声波检测仪主要性能指标

主要性能指标 仪器名称 声波检测仪 型号 测程范围 RS-STOC1 0~60μV 准确度等级 ±1μS 武汉岩海工程技术开发公司 生产厂家 4. 声波测井资料解释

太阳河yk64+265左8

下面是太阳河yk67+760右8 处的综合测井图，由图4-1结合表4-1可以知道以下情况：

在地表0到3米处横波速度约0.4(km/s),纵波速度约0.8（km/s）,而岩块波速平均月1.3（km/s）,明显横波速度最慢，然后是纵波，岩块中的波速最快。在3米处速度有个明显的上升，表明这里是风化层交接处.从3米到20米处速度无明显变化，

有增加也是由于岩石坚硬度的增加而引起的速度变大。再往下就是完好的没有被

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风化过的岩石了。再根据取芯样品就可得到岩性的结论。

波速（千米/秒）0.001.02.03.04.05vp波速vs波速岩体波速10深度（米）152025

图4-1综合测井曲线图

A、（0～3m）：全风化正长花岗岩。 围岩级别（VI）完整程度：极破碎 B、（3～15m）：强风化正长花岗岩。围岩级别（V）完整程度：破碎 C、（15～20m）：强风化正长花岗岩 围岩级别（IV）完整程度：破碎 D、（20～23m）：弱风化层。 围岩级别（IV）完整程度：破碎

梅子关zk46+815右8

下面是小金口zk46+815右8处的综合测井图，由图4-2结合表4-1可以知道在0到2米处横波约0.5(km/s),纵波约1.0(km/s),岩块波速约1.5(km/s)，是全风化层。 往下波速呈线形上升，在3米处岩块波速急剧变大，表明这里的风化情况要比地表好，应属强风化层。再往下一直到13米处岩块波速无明显变化，横波和纵波由于岩土密实度和坚硬度增加而逐渐增大。13米以后岩块波速又一次急剧变大，既然13米以上就是弱风化层，那么只有岩性变化才能解释波速变大的原因。这里可能是两种岩性岩层的互层处。

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波速（千米/秒）0.002.04.06.051015深度（米）20vp波速vs波速岩体波速2530

图4-2综合测井曲线图

A、（0～2m）：处是全化片岩 。围岩级别（VI）完整程度：极破碎 B、（2～5m）：是强风化片。围岩级别（V）完整程度：极破碎 C、（5～12m）：风化的砾岩。围岩级别（IV）完整程度：较破碎 D、(12～21m)：强风化粗面岩。围岩级别（III）完整程度：破碎 E、（21～25m）：强风化粗面岩。围岩级别（II）完整程度： 较完整

梅子关YK47+750左8

下面是小金口YK47+750左8处的综合测井曲线图，由图4-3结合表4-1可知道在0到2米处是覆盖层，横波波速约0.6（km/s），纵波和岩块波速相差不大都大约1.1（km/s）,往下随深度增加速度相应线形增大。但是在8米到12米之间有明显的波动，这里可能是一个夹层或是构造破碎带。

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波速（千米/秒）0.001.02.03.04.0510深度（米）15vp波速vs波速岩体波速202530

图4-3综合测井曲线图

A、（0——2米）碎石土。 围岩级别（VI）完整程度：极破碎 B、（2——10米）强风化砂质板岩。围岩级别（IV）完整程度：极破碎 C、（10——24米）弱风化砂质板岩。围岩级别（III）完整程度：破碎 D、（24米以下）是完好的岩层。 围岩级别（II）完整程度：较完整

4.1.实测岩体波速统计

对14个钻孔测试的波速按岩性和风化程度进行了分类统计（见表4-1）。

表4-1 岩层波速分类统计一览表 最低波速（km/s） 岩性 亚粘土 碎石土 砾岩 粗面岩 闪长斑岩 风化程度 PS测井 Vs Vp 0.301 0.686 0.298 0.658 波速测井 Vp 1.27 最高波速（km/s） PS测井 Vs Vp 0.715 1.532 0.889 1.567 波速测井 Vp 1.74 平均波速（km/s） PS测井 Vs Vp 0.561 1.08 0.578 1.125 波速测井 Vp 全风化 0.574 1.034 1.094 0.665 1.243 强风化 0.711 1.245 0.603 1.127 1.28 1.401 2.452 3.188 0.924 1.616 1.794 弱风化 1.275 2.175 2.276 2.166 3.512 3.847 1.808 2.961 3.134 弱风化 1.327 2.521 3.128 2.038 3.872 4.172 1.647 3.13 3.565 弱风化 1.801 3.146 3.657 2.246 3.617 4.169 2.065 3.42 3.935 微风化 1.812 3.157 3.698 2.398 3.891 4.289 2.279 3.71 4.185 正长花岗岩 全风化 0.386 0.786 1.102 0.475 0.916 1.432 0.418 0.835 1.295 12

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强风化 0.357 0.828 1.354 1.046 1.736 2.612 0.738 1.365 2.261 弱风化 1.456 2.456 2.968 2.368 3.817 4.257 2.104 3.828 4.244 闪长玢岩 凝灰岩 强风化 0.459 1.21 弱风化 1.25 2 1.694 1.313 2.1 2.2 2.117 3.411 2.94 4.03 0.8 1.64 2.11 1.726 2.77 3.104 强风化 0.514 1.021 1.856 0.898 1.698 2.458 0.784 1.352 2.133 弱风化 1.145 2.014 2.759 2.199 3.548 4.007 1.979 3.178 3.781 全风化 0.325 0.768 1.152 0.589 1.178 1.769 0.451 0.955 1.559 花岗片麻岩 强风化 0.613 1.241 1.864 0.953 1.674 2.684 0.769 1.461 2.247 弱风化 1.456 2.568 全风化 0.246 0.782 片麻岩 3.12 1.23 2.365 3.812 4.268 2.063 3.48 3.944 0.982 1.867 2.344 0.573 1.05 1.741 强风化 0.622 1.203 2.023 1.552 2.834 2.993 0.755 1.415 2.358 弱风化 1.238 2.156 3.036 2.247 3.612 4.494 2.265 3.301 3.831 全风化 0.526 0.999 1.489 0.553 1.051 1.661 0.539 1.023 1.546 片岩 强风化 0.661 1.236 2.048 0.669 1.251 2.369 0.665 1.244 2.209 弱风化 0.713 1.355 2.498 1.107 2.568 2.959 0.916 1.905 2.741 全风化 0.47 0.879 0.897 0.685 1.198 1.222 0.571 1.036 1.006 板岩 强风化 0.591 1.035 1.056 1.632 2.523 2.573 0.919 1.451 1.621 弱风化 1.226 2.173 2.051 2.266 3.642 3.775 1.784 2.932 2.992 统计结果表明：

(1)、该区第四纪坡积、残积层的地震波速度较小：横波波速（Vs）约在0.3～0.9km/s之间，平均为0.7km/s；纵波波速（Vp）约在0.67～1.55 km/s之间，平均为1.10 km/s。

(2)、不同岩性或不同风化程度条件下，地震波速度也不同。如弱风化条件下的片麻岩、花岗片麻岩、正长花岗岩和闪长斑岩等，其波速相对较大，即纵波速度平均都在3.80 km/s以上，最大为4.40km/s左右；横波速度平均都在2.00km/s以上，最大为2.30km/s左右。而其他岩性的岩层纵波速度一般小于3.7km/s，横波速度一般在2.0km/s以下，尤其是弱风化的砾岩、闪长玢岩、片岩及板岩等的纵、横速度更是在3.2km/s和1.8km/s以下。强风化岩层由于岩体破坏，松散，弹性较差，因此波速相对弱风化或微风化岩层较小，纵波速度一般在1.60～2.30km/s之间，横波速度一般在0.66～0.92km/s之间。全区各类岩体波速相比，片麻岩和花岗片麻岩的波速最高，片岩的波速最低。

4.2 岩体的力学参数计算

在公路工程地质勘察中，声波测井能在现场就地进行，即在岩土所处之处原位，保持着原位状态和原位应力条件下工作，并可取得岩、土多种物理及力学参数。地震波速度测井不仅可以提供动弹性常数，还能通过相关关系确定静力学参数。

根据弹性波动力学理论，岩土中纵、剪切波速度可用下式表示：

13

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vp?vs?Ed(1??d)

?(1??d)(1?2?d)（4--1）

Ed （4--2）

2(1??d)?v、vE?式中：ps分别为纵波和剪切波速度；d为动弹性模量；?为岩土质量密度；d为

动泊松比。

各项力学参数可按下式计算：

vs； （4--3）

vp22()?2vs2(vp)2?2动泊松比：?d?动切变模量：Gd???vs； （4--4） 动弹性模量：Ed?2?vs(1??d)。 （4--5） 然而，在工程设计中常采用静态值，依据下列关系式即可计算静弹性模量（

Es?0.25Ed（适用于岩石或完整岩体）

1.52Es）：

Es?0.25Ed1.7（适用于大部分岩体，包括裂隙和破碎的岩体）

2.6Es?0.002E5d（适用于松软、破碎而有充水的岩体）

式中：Ed、E——动、静弹性模量（103Mpa）。

依据实测纵波、横波速度，计算隧道围岩的力学参数如以下列表所示：

太阳河隧道波速测试成果表 钻孔位置:yk64+265左8米

表4--2太阳河隧道波速测试成果表

岩性 全风化正长花岗岩 深度 泊松比 动弹性动剪切静弹性 模量 模量 模量 围岩 完整 类别 系数 u Ed Gd Es (Gpa) (Gpa) (Gpa) 0.50 0.786 0.386 1.102 1.800 0.341 0.719 0.298 0.001 VI 0.05 岩体波速岩体声(P-S) 波 H Vp Vs Vp (m) (Km/S) (Km/S) (Km/S) 1.00 0.807 0.398 1.231 1.800 0.339 0.764 0.317 1.50 0.814 0.405 1.342 1.800 0.336 0.789 0.328 2.00 0.854 0.427 1.368 1.800 0.333 0.875 0.365 2.50 0.916 0.475 1.432 1.800 0.316 1.069 0.451 0.001 0.001 0.002 0.280 VI VI VI VI 0.07 0.08 0.08 0.09 14

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强风化正长花岗岩 3.00 1.205 0.651 1.824 2.000 0.294 2.193 0.848 3.50 1.231 0.650 1.857 2.000 0.307 2.208 0.845 4.00 1.254 0.669 1.864 2.000 0.301 2.329 0.895 4.50 1.285 0.669 1.879 2.000 0.314 2.353 0.895 0.950 0.961 1.052 1.070 VI VI V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V IV IV IV IV IV IV IV IV IV IV IV III III III III III 0.15 0.15 0.15 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.19 0.20 0.21 0.21 0.22 0.23 0.23 0.23 0.23 0.24 0.24 0.25 0.25 0.25 0.26 0.26 0.26 0.27 0.27 0.27 0.27 0.39 0.40 0.42 0.43 0.47 5.00 1.294 0.674 1.885 2.000 0.314 2.387 0.909 1.098 5.50 1.298 0.678 1.896 2.000 0.312 2.413 0.919 1.118 6.00 1.302 0.689 1.914 2.000 0.306 2.479 0.949 0.976 6.50 1.315 0.712 1.935 2.000 0.293 2.621 1.014 1.061 7.00 1.341 0.712 1.946 2.000 0.304 2.644 1.014 1.075 7.50 1.351 0.758 1.948 2.000 0.270 2.919 1.149 1.247 8.00 1.365 0.769 1.951 2.000 0.268 2.998 1.183 1.298 8.50 1.378 0.758 1.965 2.000 0.283 2.949 1.149 1.266 9.00 1.389 0.769 1.978 2.000 0.279 3.025 1.183 1.316 9.50 1.394 0.771 1.986 2.000 0.280 3.043 1.189 1.327 10.00 1.401 0.772 2.067 2.000 0.282 3.056 1.192 1.336 10.50 1.412 0.775 2.124 2.200 0.284 3.394 1.201 1.563 11.00 1.425 0.775 2.165 2.200 0.290 3.409 1.201 1.574 11.50 1.435 0.774 2.178 2.200 0.295 3.413 1.198 1.576 12.00 1.448 0.789 2.235 2.200 0.289 3.530 1.245 1.658 12.50 1.453 0.794 2.268 2.200 0.287 3.570 1.261 1.687 13.00 1.465 0.798 2.279 2.200 0.289 3.612 1.274 1.716 13.50 1.475 0.804 2.286 2.200 0.289 3.665 1.293 1.754 14.00 1.478 0.809 2.301 2.200 0.286 3.704 1.309 1.782 14.50 1.486 0.812 2.345 2.200 0.287 3.734 1.319 1.804 15.00 1.534 0.869 2.356 2.200 0.264 4.199 1.510 2.151 15.50 1.557 0.887 2.376 2.200 0.260 4.361 1.574 2.277 16.00 1.568 0.899 2.384 2.200 0.255 4.463 1.616 2.357 16.50 1.589 0.924 2.387 2.200 0.245 4.675 1.708 2.527 17.00 1.624 0.975 2.412 2.200 0.218 5.095 1.901 2.876 17.50 1.657 0.989 2.423 2.200 0.223 5.265 1.956 3.020 18.00 1.668 1.012 2.445 2.200 0.209 5.447 2.048 3.178 18.50 1.687 1.025 2.456 2.200 0.207 5.582 2.101 3.297 19.00 1.689 1.026 2.457 2.200 0.208 5.593 2.105 3.307 19.50 1.724 1.035 2.461 2.200 0.218 5.742 2.142 3.440 20.00 1.736 1.046 2.468 2.200 0.215 5.849 2.188 3.537 弱风化正长花岗岩 （破碎20.50 2.456 1.456 2.968 2.400 0.229 12.506 4.240 11.057 21.00 2.534 1.532 3.024 2.400 0.212 13.654 4.694 12.613 21.50 2.687 1.586 3.106 2.400 0.233 14.883 5.031 14.354 22.00 2.756 1.612 3.125 2.400 0.240 15.466 5.197 15.206 22.50 2.765 1.623 3.254 2.400 0.237 15.643 5.268 15.467 15

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带） 23.00 2.769 1.625 3.268 2.400 0.237 15.683 5.281 15.527 III 0.47 小金口隧道波速测试成果表 钻孔位置:ZK46+815右8米

表4—3小金口隧道波速测试成果表

岩体波速岩体 泊松比 动弹性动剪切静弹性围岩类完整系数 (P-S) 声波 模量 模量 模量 别 H(m) Vp Vs Vp u Ed Gd Es (Km/S) (Km/S) (Km/S) (Gpa) (Gpa) (Gpa) 全风化0.50 0.999 0.526 1.661 1.300 0.308 0.941 0.553 0.002 VI 0.05 片岩 1.00 1.020 0.537 1.489 1.300 0.308 0.981 0.577 0.002 VI 0.06 1.50 1.051 0.553 1.489 1.400 0.308 1.120 0.612 0.003 强风化2.00 1.236 0.661 2.369 1.400 0.300 1.590 0.874 0.008 片岩 2.50 1.251 0.669 2.048 1.600 0.300 1.861 0.895 0.719 弱风化片岩 3.00 1.397 0.735 2.568 1.600 0.308 2.262 1.080 1.001 3.50 1.452 0.764 2.722 1.600 0.308 2.444 1.167 1.142 4.00 1.355 0.713 2.545 1.600 0.308 2.129 1.017 0.903 4.50 1.362 0.717 2.593 1.600 0.308 2.152 1.028 0.920 5.00 1.630 0.858 2.778 1.600 0.308 3.082 1.472 1.694 5.50 1.687 0.780 2.750 1.600 0.364 2.656 1.217 1.315 6.00 1.635 0.914 2.669 2.100 0.273 4.466 1.671 2.359 6.50 1.655 0.925 2.836 2.100 0.273 4.574 1.711 2.446 7.00 1.907 0.867 2.927 2.100 0.370 4.325 1.503 2.248 7.50 1.892 0.860 2.927 2.100 0.370 4.255 1.479 2.194 8.00 2.034 1.052 2.959 2.100 0.317 6.123 2.213 3.788 8.50 1.863 0.847 2.865 2.100 0.370 4.127 1.435 2.096 9.00 2.045 1.057 2.750 2.100 0.318 6.183 2.234 3.844 9.50 2.015 0.916 2.695 2.100 0.370 4.827 1.678 2.651 10.00 2.193 0.997 2.836 2.200 0.370 5.991 1.988 3.666 10.50 2.339 1.063 2.896 2.200 0.370 6.810 2.260 4.443 11.00 2.374 0.987 2.836 2.200 0.396 5.982 1.948 3.657 V V V V V V V IV IV IV IV IV IV IV IV IV IV IV IV IV 0.06 0.08 0.09 0.11 0.12 0.10 0.10 0.15 0.16 0.15 0.15 0.20 0.20 0.23 0.19 0.23 0.22 0.26 0.30 0.31 0.30 0.30 0.36 0.35 0.36 0.43 0.44 0.39 0.45 岩性 深度 11.50 2.354 1.075 2.618 2.200 0.368 6.957 2.311 4.588 III 12.00 2.345 1.079 2.498 2.300 0.366 7.314 2.328 4.945 III 12.50 2.568 1.107 2.561 2.300 0.386 7.812 2.451 5.459 III 13.00 2.521 1.327 13.50 2.557 1.346 弱风化14.00 2.803 1.475 粗面岩 14.50 2.833 1.491 3.128 2.300 0.308 10.599 3.522 8.626 III 3.593 2.300 0.308 10.904 3.623 9.002 III 3.540 2.300 0.308 13.095 4.351 11.846 III 3.624 2.300 0.308 13.380 4.446 12.236 III 15.00 2.675 1.408 3.401 2.300 0.308 11.932 3.965 10.304 III 15.50 2.884 1.518 3.328 2.300 0.308 13.869 4.609 12.913 III 16

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16.00 3.017 1.588 3.265 2.300 0.308 15.178 5.043 14.783 III 16.50 3.124 1.644 3.593 2.300 0.308 16.267 5.405 16.402 III 17.00 2.850 1.500 3.628 2.300 0.308 13.542 4.500 12.459 III 17.50 3.036 1.598 3.658 2.300 0.308 15.370 5.107 15.064 III 18.00 3.281 1.727 3.528 2.300 0.308 17.951 5.965 19.014 III 18.50 3.240 1.705 3.359 2.300 0.308 17.497 5.814 18.297 III 19.00 3.150 1.658 3.465 2.300 0.308 16.545 5.498 16.825 III 19.50 3.169 1.668 3.665 2.300 0.308 16.746 5.564 17.131 III 20.00 3.251 1.711 3.524 2.300 0.308 17.620 5.855 18.491 III 20.50 3.202 1.685 3.624 2.300 0.308 17.089 5.678 17.660 III 21.00 3.348 1.762 3.440 2.300 0.308 18.686 6.209 20.194 II 21.50 3.401 1.790 3.465 2.300 0.308 19.285 6.408 21.172 II 22.00 3.329 1.752 3.340 2.300 0.308 18.475 6.139 19.852 II 22.50 3.255 1.713 3.401 2.300 0.308 17.661 5.869 18.556 II 23.00 3.234 1.702 3.676 2.300 0.308 17.435 5.794 18.200 II 23.50 3.323 1.749 3.778 2.300 0.308 18.411 6.118 19.750 II 24.00 3.297 1.735 3.942 2.300 0.308 18.118 6.020 19.280 II 24.50 3.599 1.894 4.000 2.300 0.308 21.591 7.174 25.081 II 25.00 3.872 2.038 4.172 2.300 0.308 24.999 8.307 31.247 II 0.50 0.53 0.44 0.50 0.59 0.57 0.54 0.55 0.58 0.56 0.61 0.63 0.60 0.58 0.57 0.60 0.59 0.71 0.82

小金口隧道波速测试成果表 钻孔位置:YK47+750左8米

表4--4小金口隧道波速测试成果表

岩体声动弹性动剪切静弹性围岩深度 岩体波速(P-S) 波 泊松比 模量 模量 模量 类别 完整岩性 系数 Vp Vs Vp Ed Gd Es H(m) (Km/S) (Km/S) (Km/S) u (Gpa) Gpa) (Gpa) 0.50 1.080 0.578 1.102 1.300 0.300 1.127 0.667 0.003 VI 0.07 碎石1.00 0.986 0.527 1.006 1.300 0.300 0.940 0.556 0.002 VI 0.06 土 1.50 1.093 0.591 1.115 1.400 0.294 1.264 0.698 0.005 VI 0.07 2.00 0.983 0.531 1.003 1.400 0.294 1.023 0.565 0.003 VI 2.50 1.132 0.647 1.155 1.600 0.258 1.684 0.837 0.606 V 3.00 1.172 0.670 1.195 1.600 0.258 1.805 0.897 0.682 V 强风化砂质板岩 3.50 1.143 0.653 1.166 1.600 0.258 1.717 0.853 0.627 V 4.00 1.372 0.784 1.399 1.600 0.258 2.474 1.229 1.166 V 4.50 1.231 0.703 1.256 1.600 0.258 1.991 0.990 0.806 V 5.00 1.534 0.877 1.565 1.600 0.258 3.092 1.537 1.704 IV 5.50 1.567 0.895 1.598 1.600 0.258 3.227 1.604 1.832 IV 0.06 0.08 0.08 0.08 0.11 0.09 0.14 0.15 17

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6.00 1.754 1.002 1.789 2.100 0.258 5.306 2.009 3.056 IV 6.50 1.653 0.945 1.686 2.100 0.258 4.713 1.784 2.558 IV 7.00 1.762 1.007 1.797 2.100 0.258 5.355 2.028 3.098 IV 7.50 1.912 1.093 1.950 2.100 0.258 6.305 2.387 3.958 IV 8.00 2.023 1.156 2.063 2.100 0.258 7.058 2.673 4.688 IV 0.19 0.17 0.19 0.22 0.25 8.50 2.132 1.218 2.175 2.100 0.258 7.839 2.968 5.487 III 0.28 9.00 2.354 1.345 2.401 2.100 0.258 9.557 3.619 7.386 III 0.34 9.50 2.234 1.277 2.279 2.100 0.258 8.607 3.259 6.313 III 0.30 10.00 2.342 1.338 2.389 2.200 0.258 9.910 3.582 7.800 III 0.33 10.50 2.532 1.447 2.583 2.200 0.258 11.583 4.187 9.856 III 0.39 11.00 2.521 1.537 2.571 2.200 0.204 12.519 4.726 11.073 III 0.39 11.50 2.342 1.428 2.389 2.200 0.204 10.804 4.079 8.878 III 0.33 12.00 2.437 1.486 2.486 2.300 0.204 12.230 4.416 10.693 III 0.36 12.50 2.534 1.545 2.585 2.300 0.204 13.223 4.775 12.021 III 0.39 13.00 2.234 1.362 2.279 2.300 0.204 10.278 3.711 8.237 III 0.30 13.50 2.601 1.586 2.653 2.300 0.204 13.932 5.031 13.000 III 0.41 14.00 2.879 1.755 2.937 2.300 0.204 17.069 6.163 17.630 III 0.50 14.50 2.980 1.817 3.040 2.400 0.204 19.083 6.604 20.840 III 0.54 15.00 2.982 1.818 3.042 2.400 0.204 19.108 6.612 20.882 III 0.54 15.50 2.976 1.815 3.036 2.400 0.204 19.031 6.586 20.756 III 0.54 16.00 2.965 1.808 3.024 2.500 0.204 19.678 6.537 21.823 III 0.53 弱风化砂质板岩 16.50 3.011 1.836 3.071 2.500 0.204 20.293 6.742 22.855 III 0.55 17.00 3.142 1.916 3.205 2.500 0.204 22.098 7.341 25.969 III 0.60 17.50 3.112 1.898 3.174 2.500 0.204 21.678 7.201 25.233 III 0.59 18.00 3.145 1.918 3.208 2.500 0.204 22.140 7.355 26.044 III 0.60 18.50 3.176 1.937 3.240 2.500 0.204 22.579 7.501 26.822 III 0.61 19.00 3.276 1.998 3.342 2.500 0.204 24.023 7.980 29.436 III 0.65 19.50 3.153 1.923 3.216 2.500 0.204 22.253 7.392 26.243 III 0.60 20.00 3.143 1.916 3.206 2.500 0.204 22.112 7.346 25.994 III 0.60 20.50 3.165 1.930 3.228 2.500 0.204 22.422 7.449 26.544 III 0.61 21.00 3.143 1.916 3.206 2.500 0.204 22.112 7.346 25.994 IV 0.60 21.50 3.187 1.943 3.251 2.500 0.204 22.735 7.553 27.101 IV 0.62 22.00 3.189 1.945 3.253 2.500 0.204 22.764 7.562 27.152 III 0.62 22.50 3.180 1.939 3.244 2.500 0.204 22.635 7.520 26.923 III 0.61 23.00 3.192 1.946 3.256 2.500 0.204 22.807 7.576 27.229 IV 0.62 23.50 3.163 1.929 3.226 2.500 0.204 22.394 7.439 26.494 III 0.61 24.00 3.195 1.948 3.259 2.500 0.204 22.849 7.591 27.306 II 24.50 3.242 1.977 3.307 2.500 0.204 23.527 7.816 28.529 II 25.00 3.214 1.960 3.278 2.500 0.204 23.122 7.681 27.796 II 0.62 0.64 0.63 18

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4.3 隧道围岩分类

依据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004），按实测岩体纵波波速，结合各类围

表4-5隧道围岩级别分类表

围岩级别 I II 坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构 坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构； 较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构 坚硬岩，岩体较破碎巨块（石）碎（石）状镶嵌结构； III 较坚硬岩或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层结构 坚硬岩，岩体破碎碎裂结构； 较坚硬岩，岩体较破碎～破碎，镶嵌碎裂结构； 较软岩或较软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整～IV 较破碎，中薄层状结构 土体：1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土 2.黄土（Q1,Q2） ； 3.一般钙质，铁质胶结的碎石土，软石土，大块石土 较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎～破碎 极破碎各类岩体，碎，裂状，松散结构 V 一般第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土，圆砾，角砾土及黄土（Q1,Q2）；非粘性土呈松散结构，粘性土及黄土呈松散结构 VI 软塑状粘性土及潮湿，饱和粉细砂层，软土等 350～251 450～351 围岩或土体主要定性特征 围岩基本质量指标BQ或 或修正后的[BQ] >550 550～451 岩的物理力学指标，对隧道围岩进行分类。各类隧道围岩类别划分见表4-5。

?250 4.4 隧道围岩的完整性评价 参照各岩体新鲜完整岩石声波值，可计算全井段的岩石完整性系数（Vpm/Vpr）2

（Vpm为岩体声速，Vpr为岩石声速）；

根据岩体完整系数划分岩体完整性可参考表4—6进行，同时结合Vp?z曲线

Vp?z曲线的“跳动”规律及其异常值确定裂隙、裂隙密集带、断层破碎带规模，进

而对隧道围岩的完整性作出评价。本区隧道围岩的完整性和围岩级别评价见附表。

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Kv 完整程度 表4- 6 Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系 >0.75 完整 0.75～0.55 较完整 0.55～0.35 较破碎 0.35～0.15 破碎 <0.１5 极破碎 岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数KV表达。KV一般用弹性波探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数Jv按表4--7确定对应的KV值。

表4-7 Jv与KV对照表

Jv（条/m3) KV <3 >0.75 3～10 0.75～0.55 10～20 0.55～0.35 20～35 0.35～0.15 >35 <0.15 20

东华理工大学毕业论文 结论

结 论

这次测井勘察工程对广东省合水至船塘高速公路隧道勘查中的14口井做了声波测井，对该地区的岩层进行了具体的调查研究，结合《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）对工作区内隧道的围岩进行了划分。，主要对隧道进出洞口及洞身的勘探孔进行声波测试（包括PS测井和声波速度测井），获取岩体和岩石的弹性波速度；依据实测岩体和岩石弹性波速，了解隧道围岩的弹性特征，计算岩土弹性力学参数（包括动弹性模量、动剪切模量、静弹性模量等），为判定隧道围岩的破碎程度、围岩分类提供定量指标。

以太阳河yk67+760右8 处的综合测井图为例：在地表0到3米处横波速度约为0.4(km/s),纵波速度约为0.8（km/s）,而岩块波速平均约为1.3（km/s）,明显横波速度最慢，然后是纵波，岩块中的波速最快。在3米处速度有个明显的上升，表明这里是风化层交接处.从3米到20米处速度无明显变化，有增加也是由于岩石坚硬度的增加而引起的速度变大。再往下就是完整的没有被风化过的岩石了。再根据取芯样品就可得到岩石岩性获取岩体和岩石的弹性波速度；依据实测岩体和岩石弹性波速，了解隧道围岩的弹性特征，计算岩土弹性力学参数（包括动弹性模量、动剪切模量、静弹性模量等），为判定隧道围岩的破碎程度、围岩分类提供定量指标。

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东华理工大学毕业论文 致谢

致 谢

在本次实习和毕业论文编写过程中得到了彭聂教授的悉心指导和深切关怀，在繁忙的工作给我们以悉心的指导，对我在实习和论文编写的过程中出现的错误及时提出，并帮助解答。以及肖瑞廷同学、沈福彬同学、曾伟同学的热情帮助，同时也得到了方根显老师和陆文明师兄的大力帮助和的指导。在此向帮助过我的老师、师兄、同学表示我最衷心的感谢和崇高的敬意。请允许我再一次对彭聂教授致以诚挚的感谢！虽然在这编写过程中遇到了不少挫折麻烦，但这只能是对我的锻炼，给我增长了经验，增长了见识。最后我忠心祝愿大家所有老师，同学还有师兄们，身体健康，事业有成。

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东华理工大学毕业论文 附录

附 录

附表1拄状测井剖面图（石子坑）

孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.0m1.0m20.502.54.5134.5mYk21+685右8米2004.09.24超声波测井Vp（km/s)3.01.01.52.02.53.03.54.00Vp（km/s)0.001.02.0含砾亚粘土全风化砾石2.0m220-1米围岩类别（）1-2米围岩类别（）极破碎444强风化砾石5.5m62-6米围岩类别（V）破碎668886-8米围岩类别（IV）较破碎101010121212较完整8-14米围岩类别（III）141414161616弱风化砾石14-18米围岩类别（II）完整1817.5m1818202020

孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.52.53.54.5136.9mZk21+540左8米2004.09.24超声波测井Vp（km/s)2.500.51.52.53.54.5孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.01.52.02.53.03.54.000.0133.6mYk21+550右8米2004.09.24超声波测井Vp（km/s)2.5Vp（km/s)0.000.51.01.52.0Vp（km/s)0.51.01.52.00.501.01.52.02.53.03.54.00.0m含砾亚粘土全风化砾石2.3m强风化砾石5.2m1.3m00-2米（VI）含砾亚粘土20.0m0222-3米（V）极破碎41.1m全风化砾岩1.8m222444446663-6米（IV）破碎666888888101010强风化砾岩10.3m1010101212121212121414141414146-16米（III）15.2m161616较破碎弱风化砂岩1616.0m1616181818181818弱风化砾石弱风化砾石2020.0m202016-20米 (II)较完整19.0m202020222222222222

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附表2拄状测井剖面图（小金口）

孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.00.51.01.52.02.53.03.500.0215.9mZk47+800左8米2004.09.25超声波测井Vp（km/s)2.500.00.51.01.52.02.53.03.5孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.01.52.02.53.03.5260.9mYk47+750左8米2004.09.27超声波测井Vp（km/s)2.500.51.52.53.5Vp（km/s)0.51.01.52.0Vp（km/s)0.000.51.01.52.00.0m全风化板岩2.0m00.0m02220-2米（VI）极破碎444碎石土2.0m2220.5-6米 （V）6664448886-11米 （IV）强风化砂质板岩6-8米（IV）101010666较破碎强风化砂质板岩88811.5m1212128.5m10141414101016161612181818121220202014141422222216161611-24米 （III）242424182626261818282828202020303030323224-35米（II）3222222224-35米 （II）弱风化砂质板岩343424342424弱风化砂质板岩25.0m36363635.0m262626383838282828 孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.01.02.03.04.05.000.0237.6mZk46+815右8米2004.11.06超声波测井Vp（km/s)2.5Vp（km/s)0.51.01.52.00.001.02.03.04.05.00.0m全风化片岩1.5m强风化片岩2.5m00-1米(VI)极破碎2224441-5米（V）破碎666888101010弱风化片岩12.5m1212125-11米（IV）较破碎14141416161618181820202011-21(III) 较破碎22222224弱风化粗面岩242421--(II)25.0m262626282828

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附表3拄状测井剖面图 （转步园）

孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)Vp（km/s)245.6mZk49+220左8米2004.09.18超声波测井Vp（km/s)孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)248.0mYk49+220右8米2004.09.19超声波测井Vp（km/s)Vp（km/s)0.50.0m亚粘土1.52.53.54.5020.5024681.01.52.02.51.01.52.02.53.03.54.000.0m2.1m1.3m2468碎石土1.002.03.04.000.51.01.52.02.501.02.03.04.0全风化板岩 夹砂岩468101214全风化板岩 夹砂岩4.0m2224446.0m66688810101212 7-16米(IV) 破碎1010101212121416182022242628261416182022247.5-18米(IV) 极破碎161820强风化板岩 夹砂岩16.0m14141416161618181818-22米(IV) 破碎强风化板岩 夹砂岩222426283016-22米(III) 较破碎20202022222222-26米(III) 较破碎弱风化板岩 夹砂岩25.5m22-26米(II) 完整242424弱风化板岩 夹砂岩26.0m26262629.0m26-30米(II) 较完整302830282828 孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.0m0.502.54.50246243.3mZk48+980左8米2004.09.20超声波测井Vp（km/s)孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.52.54.502468101214161820222426280.04.5239.8mYk48+980右8米2004.09.22超声波测井Vp（km/s)3.002468101214161820222426280.52.54.5Vp（km/s)Vp（km/s)1.02.00.01.02.03.00.52.5024681012141618碎石土0.0m0-1米（VI）全风化千枚岩0.6m024681012141621-5米（V）全风化板岩5.5m碎石土5.8m46强风化板岩 夹砂质9.2m5-11米（IV）强风化板岩8.4m881012141618206-13米（IV） 破碎1012141611-20米（III） 较完整18202213-20米（III） 较破碎20-25米（II） 较完整弱风化板岩 夹砂质25.0m1820202220-25米（II） 完整242628222224242426弱风化板岩25.0m2626282828

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附表4拄状测井剖面图 （康皮贩II）

孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)1.02.03.04.000.5185.5mZk54+925左8米2004.11.12超声波测井Vp（km/s)2.501.52.53.54.5孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.52.53.54.5191.6mYk54+922左8米2004.11.12超声波测井Vp（km/s)3.001.02.03.04.05.0Vp（km/s)1.01.52.0Vp（km/s)0.001.02.00.0m强风化凝灰岩00-2米（V）20.0m碎石土1.5m01.0m0-1米（V）22222强风化凝灰岩4444444.5m6666668888884-9米(III)10101010101012121212121214141416161614141418181816161620202018181822222215-20(I)20弱风化凝灰岩202019-25米(I)弱风化凝灰岩24242425.0m2224.5m2222262626 孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.52.53.54.500.0184.9mYk54+866左8米2004.11.12超声波测井Vp（km/s)2.501.02.03.04.05.0Vp（km/s)0.51.01.52.00.0m0碎石土1.5m0-2米(V)2224442-8米(III)6668881010101212128-15米(I)141414弱风化凝灰岩15.0m161616

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附表5拄状测井剖面图 （康皮贩II）

孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.52.53.54.500.0186.3mZk54+580左8米2004.11.07超声波测井Vp（km/s)3.001.02.03.04.05.0孔口高程钻孔位置测试日期Ｐ－Ｓ测井Vs（km/s)0.51.52.53.54.5184.8mYk54+630右8米2004.11.11超声波测井Vp（km/s)3.001.02.03.04.05.0Vp（km/s)1.02.0Vp（km/s)0.001.02.00.0m00.0m00-2米(VI)碎石土1.5m2220-2米(VI)2碎石土2.5m444222-4米(III)4446668886661010108881212124-10米(II)14141410101012121216弱风化闪长斑岩17.5m161618181814141420202016161622222218181824微风化闪长斑岩242410-20米(I)微风化闪长斑岩25.0m26262619.5m202020282828222222

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东华理工大学毕业论文 参考文献

参考文献

[1] 楚泽涵. 声波测井原理. 北京： 石油工业出版社，1985

[2] 姜曾国等.爆破开挖效应的声波探测技术.矿冶工程.1997，Vol.17（2）：16-19 [3] 李智毅 唐辉明.岩土工程勘察.中国地质大学出版社，2000.9 [4] 丘平等.新编混凝土无损检测技术.中国环境科学出版社，2002.3 [5] 李舟波.钻井地球物理勘探.地质出版社，1986

[6] John H.,Doveton, Log analysis of subsurface geology,John Wiley&Sons,Inclog .,1986 [7] 张阳明 注浆质量声波检测及其专家系统研究, 中国学位论文文摘数据库

[8] 孙永联 声波检测技术的研究及其在岩体力学中的应用,中国学位论文文摘数据库。 [9] 《公路工程地质勘察规范》（JTG070－2004）,2004.11.1

[10] 田洪礼，董晓光，《超声波速度与地震波速度对应关系的应用》，河南地质，1997年，第15卷，第4

期。

[11] 黄河华，《关于弹性波速的探讨与应用》，西部探矿工程，2004年第11期。

[12] 周喜德，《岩体中弹性波速度及其应用研究》，贵州水力发电，1998年，第13卷，第2期。

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东华理工大学毕业论文 参考文献

参考文献

[1] 楚泽涵. 声波测井原理. 北京： 石油工业出版社，1985

[2] 姜曾国等.爆破开挖效应的声波探测技术.矿冶工程.1997，Vol.17（2）：16-19 [3] 李智毅 唐辉明.岩土工程勘察.中国地质大学出版社，2000.9 [4] 丘平等.新编混凝土无损检测技术.中国环境科学出版社，2002.3 [5] 李舟波.钻井地球物理勘探.地质出版社，1986

[6] John H.,Doveton, Log analysis of subsurface geology,John Wiley&Sons,Inclog .,1986 [7] 张阳明 注浆质量声波检测及其专家系统研究, 中国学位论文文摘数据库

[8] 孙永联 声波检测技术的研究及其在岩体力学中的应用,中国学位论文文摘数据库。 [9] 《公路工程地质勘察规范》（JTG070－2004）,2004.11.1

[10] 田洪礼，董晓光，《超声波速度与地震波速度对应关系的应用》，河南地质，1997年，第15卷，第4

期。

[11] 黄河华，《关于弹性波速的探讨与应用》，西部探矿工程，2004年第11期。

[12] 周喜德，《岩体中弹性波速度及其应用研究》，贵州水力发电，1998年，第13卷，第2期。

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