一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法
阅读说明：本技术 一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法 (Test method for obtaining rock blasting and impact damage distribution range ) 是由 夏祥 李海波 张江发 王犇 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法,首先,通过对标准的立方体或长方体岩石试样的几组相对侧面的全平面声波穿透测试,得到爆破前后声波波速变化率的平面分布规律,由此可确定特定岩石材料的临界波速变化率指标以及相应的岩石损伤区范围；然后在对岩石试样切片并按同样的方法测试和分析波速变化规律,最后再采用通用的等值线绘图程序进行数据处理,即可获得岩石爆破或冲击损伤区的空间形状和大小。本发明测试方法的优点有：操作简单、结果精确可靠；不仅解决了常规声波测试方法精度不足、结果可靠性低的缺点,而且还能够获得爆破损伤区的空间分布,对实际工程的爆破设计和破岩方法选择具有指导和参考意义。(The invention discloses a test method for obtaining rock blasting and impact damage distribution range, which comprises the following steps of firstly, obtaining a plane distribution rule of the wave velocity change rate of sound waves before and after blasting through a full plane sound wave penetration test on a plurality of groups of opposite side surfaces of a standard cubic or cuboid rock sample, and determining the critical wave velocity change rate index of a specific rock material and the corresponding rock damage area range; then, the rock sample is sliced, the wave velocity change rule is tested and analyzed according to the same method, and finally, a general contour line drawing program is adopted to carry out data processing, so that the spatial shape and size of the rock blasting or impact damage area can be obtained. The test method of the invention has the advantages that: the operation is simple, and the result is accurate and reliable; the method not only solves the defects of insufficient precision and low result reliability of the conventional sound wave testing method, but also can obtain the spatial distribution of the blasting damage area, and has guiding and reference significance for blasting design and rock breaking method selection of actual engineering.)
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，具体的说是涉及一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法。
背景技术
水电、核电等岩土工程建设中，在进行大坝、隧道或厂房的岩体爆破开挖时，保留基岩和隧道围岩在爆炸冲击作用下不可避免地产生损伤，形成爆破损伤区。爆破区附近岩石损伤分布规律和影响范围的测定是优化爆破方案、节省工程成本、保证工程安全的前提，也是进行岩石爆破、冲击损伤力学研究和损伤演化规律分析的基本目标。
当前，对于岩石爆破、冲击损伤特征的现场和室内测试分析，主要有两种方法：裂纹观测和声波波速测试；
前一种裂纹观测法，在工程现场仅限于裂缝观察、爆堆和爆坑测量，仍属于主观、定性的测定手段；在室内实验中还包括对岩石切片的电镜、CT扫描等，能够对岩石细观结构特征进行分析，判定损伤和破坏状态。但切片的尺寸和范围均较小，代表性有限。并且，在爆孔周边的严重破碎区域，切片方法无法实际实施。
后一种声波波速测试法，基本原理是岩石内部细观裂纹和宏观裂缝数量和尺寸的增加会导致声波传播速度的降低。我国《水工建筑物岩石基础开挖工程技术规范》(DLT_5389-2007)规定，当岩石爆后波速相比爆前波速降低比率超过10％时，认为爆破对保留岩体产生了不利影响；当波速变化率超过15％时，认为爆破对保留岩体产生产生了较大影响，岩石稳定性和强度已经无法保证。其中，波速变化率定义为：
η＝1-c/c0 \*MERGEFORMAT(1)
式中，c0、c分别为爆破前、后岩样相对两侧面上对应测点的声波波速。这种方法通过对爆破、冲击前后同一地点、同一岩样的声波波速测定和对比，即可大致划定岩石损伤区的轮廓、判断岩石试样的损伤程度。由于简单、适用性强，在室内和工程现场得到了广泛应用。但这种方法也存在很大缺陷，即上述波速变化率的判断标准仅仅是一个经验数据，缺乏理论和实验依据，因此在实际应用中往往存在很大偏差。比如，有学者认为工程中该判据还有提高的余度，甚至可以达到40％；而室内实验的岩石试块，其测试结果大多均未超过10％。
另外，上述两种方法都是圈定岩石爆破影响范围的方法，只能反映爆破区(或爆孔)周围岩石影响范围的大小，对于岩石损伤程度由近及远、由大到小的变化规律则无能为力。而了解爆孔附近岩石损伤的分布规律、分析爆破损伤的影响因素，是进行爆孔布置、装药量计算、装药方式和分段延时等爆破参数优化设计的必要条件。因此，在岩石损伤的实验测试中，需要提出或改进一种测试方法，使之不局限于主观和经验的临界波速变化率的判定标准，并且可以描绘岩石损伤沿爆孔周边的分布规律，为爆破优化设计和岩石爆破损伤研究提供参考。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法，用于克服背景技术中所存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法，包含以下步骤：
S1、制作爆破实验所需的长方体或立方体岩样；
S2、在长方体或立方体岩样表面布划声波测试点，并获取每个声波测试点在相应岩样表面上的位置信息；
S3、进行长方体或立方体岩样爆破前的声波测试，获取长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速；
S4、充装炸药，起爆岩样；
S5、进行长方体或立方体岩样起爆后的声波测试，获取长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆后的声波波速；
S6、计算长方体或立方体岩样各相应岩样表面上各声波测试点爆破前后的声波波速变化率；
S7、将长方体或立方体岩样同一岩样表面上所有声波测试点的位置信息和波速变化率导入等值线绘制程序或插件中，得出长方体或立方体岩样在与该岩样表面相对应方向界面上的损伤分布规律；
S8、依次类推，重复步骤S7得出长方体或立方体岩样在其它岩样表面相对应方向界面上的损伤分布规律。
进一步，还包含以下步骤：
S9、剖切长方体或立方体岩样，制作长方体或立方体岩样的岩样切片；
S10、在长方体或立方体岩样的岩样切片表面布划声波测试点位，并获取每个声波测试点位在相应岩样切片表面上的位置；
S11、对长方体或立方体岩样的岩样切片进行声波测试，获取每个岩样切片上所有声波测试点的声波波速；
S12、计算每个岩样切片爆破前后的波速变化率；
S13、将每个岩样切片上所有声波测试点位的位置信息和波速变化率导入到等值线绘制程序或插件中，得出每个岩样切片的损伤分布规律；
S14、根据步骤S13得出的每个岩样切片的损伤分布规律，得出整个长方体或立方体岩样的声波波速变化率的三维分布规律，确定出整个长方体或立方体岩样爆破损伤区的空间形状和大小。
进一步，步骤S1中，制作爆破实验的长方体或立方体岩样的具体步骤为：
(1)根据爆破类型和爆孔布置的特点，将待测岩块切割成标准的长方体或立方体岩样；
(2)根据爆破实验或研究需要，对长方体或立方体岩样上的所有表面进行打磨，保证长方体或立方体岩样所有表面平整度以及所有相对侧表面的平行度；
(3)根据爆破实验设计规定的爆孔数量、排列、孔径和深度等参数，在长方体或立方体岩样顶面钻爆孔，并在钻孔过程中持续检查爆孔轴线方位，以保证爆孔垂直度。
进一步，步骤S1中，制作爆破实验的长方体或立方体岩样的具体步骤为：
(1)根据爆破类型和爆孔布置的特点，将待测岩块切割成标准的长方体或立方体岩样；
(2)根据爆破实验或研究需要，对长方体或立方体岩样上与爆孔轴线平行的4个侧表面进行打磨，保证长方体或立方体岩样上与爆孔轴线平行的4个侧表面的平整度和两相对侧表面的平行度；
(3)根据爆破实验设计规定的爆孔数量、排列、孔径和深度等参数，在长方体或立方体岩样顶面钻爆孔，并在钻孔过程中持续检查爆孔轴线方位，以保证爆孔垂直度。
进一步，步骤S2中，在长方体或立方体岩样表面布划声波测试点，并获取每个声波测试点在相应岩样表面上的位置信息的具体步骤为：
(1)在长方体或立方体岩样的每个岩样侧表面上，以爆孔在这个侧表面上的垂直投影为中心，按照由密到疏或均匀分布的规则，在这个侧表面上布划声波测试点；其中，在长方体或立方体岩样的每相对两侧表面上的声波测试点布置方法相同，并且相对两岩样侧面上的声波测试点关于平行于这两个岩样侧面的岩样中心面对称。
(2)建立每相对两侧表面所对应的用于获取声波测试点位置信息的坐标系；其中，每相对两侧表面所对应声波测试点位置信息坐标系是以平行于该对岩样侧面的岩样中心面作为获坐标系的基准面，以岩样爆孔轴线与岩样底面交点为坐标系的原点，以岩样中心面与岩样底面的交界线为坐标系的X轴，以岩样爆孔轴线为坐标系的Y轴；
(3)根据(2)建立的坐标系，记录长方体或立方体岩样的每相对两侧表面上所有声波测试点的位置信息。
进一步，步骤S3中，进行长方体或立方体岩样爆破前的声波测试，获取长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速的具体步骤为：
(1)在爆破前的待测长方体或立方体岩样的每相对两侧面的对应声波测试点上分别粘贴上声波仪的发射探头和接收探头；
(2)按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每相对两侧面上所有声波测试点爆破前的声波波速；
步骤S5中，进行长方体或立方体岩样起爆后的声波测试，获取长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆后的声波波速的具体步骤为：
(1)参照步骤S3中(1)的方式，先在爆破后的待测长方体或立方体岩样的每相对两侧面的对应声波测试点上分别粘贴上声波仪的发射探头和接收探头；
(2)参照步骤S3中(2)的方式，按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每相对两侧面上所有声波测试点爆破后的声波波速。
进一步，步骤S6中，计算长方体或立方体岩样各相应岩样表面上各声波测试点爆破前后的波速变化率的具体方法是：将在步骤S3中得到的长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速和步骤S4中得到的长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆后的声波波速，分别代入到声波波速变化率计算式，即η＝1-c/c0中，即可计算出长方体或立方体岩样各相应岩样表面上所有声波测试点的波速变化率；其中，c0、c分别为爆破前、后岩样相对两侧面上对应测试点的声波波速，η表示声波波速变化率。
进一步，步骤S9中，剖切长方体或立方体岩样，制作长方体或立方体岩样的岩样切片，其具体步骤为：
(1)在爆破后，按照平行于长方体或立方体岩样爆后任一岩样侧面一定间距的规则，将爆破岩样剖切为若干个岩样切片；
(2)对每个岩样切片两侧表面进行打磨，保证每个岩样切片两侧表面的平整度以及平行度；
步骤S10中，在长方体或立方体岩样的岩样切片表面布划声波测试点位，并获取每个声波测试点位在相应岩样切片表面上的位置，其具体步骤为：
(1)在每个岩样切片两侧表面上，从垂直中心线开始，按照由密到疏或均匀分布的规则，布划声波测试点；
(2)建立每个岩样切片两侧表面所对应的用于获取声波测试点位置信息的坐标系；
(3)根据(2)建立的坐标系，记录每个岩样切片上所有声波测试点的位置信息。
进一步，步骤S11中，对长方体或立方体岩样的岩样切片进行声波测试，获取每个岩样切片上所有声波测试点的声波波速的具体步骤为：
(1)将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于每个待测岩样切片的两侧表面的对应声波测试点处；
(3)按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每个岩样切边两侧表面上所有声波测试点的声波波速。
进一步，步骤S12中、计算每个岩样切片爆破前后的波速变化率的具体步骤是：将在步骤S3中得到的长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速和步骤S11中得到的长方体或立方体岩样相应岩样切片表面上所有声波测试点爆后的声波波速，分别代入到声波波速变化率计算式，即η＝1-c/c0中，即得出每个岩样切片爆破前后的声波波速变化率。
与现有技术相比，本发明的优点是：(1)操作简单、结果精确可靠，回避了规范规定的临界波速变化率不合理的问题；(2)能够准确分析爆孔附近各个方向甚至三维空间的岩石损伤分布规律，为精细化的爆破设计和损伤分布规律研究提供参考和依据。
附图说明
图1为本发明用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法的操作流程图；
图2为本发明一种具体应用实施例中所采取的花岗岩试样结构示意图；
图3为图2中花岗岩试样在爆破前的4个侧面上声波测试点的布置图；
图4为从图2花岗岩试样中剖切并确定出声波测试点的岩样切片示意图；
图5为图2中花岗岩试样其中一对侧面方向上的声波波速变化率分布规律；
图6为图2中花岗岩试样另一对侧面方向上的声波波速变化率分布规律；
图7为图2中花岗岩试样的爆破损伤范围的空间分布图；
附图标记说明：100、花岗岩试样；101、花岗岩试样切片；200、爆孔；300、花岗岩试样表面上的声波测试点；300’、花岗岩试样切片表面上的声波测试点；
图5中：X轴通过花岗岩试样底面中心并与P1、P3面平行，中心点0为与爆孔轴线的交点；Y轴表示花岗岩试样的厚度，单位为mm；PSV表示声波波速变化率；
图6中：X轴表示通过花岗岩试样底面中心并与P2、P4面平行，中心点0为与爆孔轴线的交点；Y轴表示花岗岩试样的厚度，单位为mm；PSV表示声波波速变化率。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
参阅图1所示，本发明提供的一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法，包含以下步骤：
S1、制作爆破实验所需的长方体或立方体岩样；
其具体操作步骤为：首先，根据爆破类型和爆孔布置的特点，将待测岩块切割成标准的长方体或立方体岩样；然后，根据爆破实验或研究需要，对长方体或立方体岩样上的所有表面或进行打磨，保证长方体或立方体岩样所有表面平整度以及所有相对侧表面的平行度；或者根据爆破实验或研究需要，对长方体或立方体岩样上与爆孔轴线平行的4个侧表面进行打磨，保证长方体或立方体岩样上与爆孔轴线平行的4个侧表面的平整度和两相对侧表面的平行度；最后，根据爆破实验设计规定的爆孔数量、排列、孔径和深度等参数，在长方体或立方体岩样顶面钻爆孔，并在钻孔过程中持续检查爆孔轴线方位，以保证爆孔垂直度。
S2、在长方体或立方体岩样表面布划声波测试点，并获取每个声波测试点在相应岩样表面上的位置信息；
其具体操作步骤为：首先，在长方体或立方体岩样的每个岩样侧表面上，以爆孔在这个侧表面上的垂直投影为中心，按照由密到疏或均匀分布的规则，在这个侧表面上布划声波测试点；其中，在长方体或立方体岩样的每相对两侧表面上的声波测试点布置方法相同，并且相对两岩样侧面上的声波测试点关于平行于这两个岩样侧面的岩样中心面对称；然后，建立每相对两侧表面所对应的用于获取声波测试点位置信息的坐标系；其中，每相对两侧表面所对应声波测试点位置信息坐标系是以平行于该对岩样侧面的岩样中心面作为获坐标系的基准面，以岩样爆孔轴线与岩样底面交点为坐标系的原点，以岩样中心面与岩样底面的交界线为坐标系的X轴，以岩样爆孔轴线为坐标系的Y轴；最后，根据(2)建立的坐标系，记录长方体或立方体岩样的每相对两侧表面上所有声波测试点的位置信息。
S3、进行长方体或立方体岩样爆破前的声波测试，获取长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速；
其具体操作步骤为：首先，在爆破前的待测长方体或立方体岩样的每相对两侧面的对应声波测试点上分别粘贴上声波仪的发射探头和接收探头；然后，按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每相对两侧面上所有声波测试点爆破前的声波波速。
S4、充装炸药，起爆岩样；
S5、进行长方体或立方体岩样起爆后的声波测试，获取长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆后的声波波速；
其具体操作步骤为：参照步骤S3的方式，先在爆破后的待测长方体或立方体岩样的每相对两侧面的对应声波测试点上分别粘贴上声波仪的发射探头和接收探头；然后按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每相对两侧面上所有声波测试点爆破后的声波波速。
S6、计算长方体或立方体岩样各相应岩样表面上各声波测试点爆破前后的声波波速变化率；
其具体计算方法为：将在步骤S3中得到的长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速和步骤S4中得到的长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆后的声波波速，分别代入到声波波速变化率计算式，即η＝1-c/c0中，即可计算出长方体或立方体岩样各相应岩样表面上所有声波测试点的声波波速变化率；其中，c0、c分别为爆破前、后岩样相对两侧面上对应测试点的声波波速，η表示声波波速变化率。
S7、将长方体或立方体岩样同一岩样表面上所有声波测试点的位置信息和波速变化率导入等值线绘制程序或插件中，得出长方体或立方体岩样在相应方向界面上的损伤分布规律；其中，等值线绘制程序或插件可以为Origin、Matlab、Surfer等具备等值线自动绘制功能的程序或插件。
S8、依次类推，重复步骤S7得出长方体或立方体岩样在其它岩样表面相应方向界面上的损伤分布规律。
这里需要说明的是：以上步骤S1～S8，适用于确定特定岩石材料的临界波速变化率指标以及相应的岩石损伤区范围，而本发明提供的用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法，不仅可以用于获取特定岩石材料的临界波速变化率指标以及相应的岩石损伤区范围，还可以用于获得岩石爆破或冲击损伤区的空间形状和大小，其具体是在步骤S1～S8的基础上，还增加了以下步骤：
S9、剖切长方体或立方体岩样，制作长方体或立方体岩样的岩样切片；
其具体操作步骤为：在爆破后，按照平行于长方体或立方体岩样爆后任一岩样侧面一定间距的规则，将爆破岩样剖切为若干个岩样切片；然后对每个岩样切片两侧表面进行打磨，保证每个岩样切片两侧表面的平整度以及平行度，即可获得长方体或立方体岩样的岩样切片。
S10、在长方体或立方体岩样的岩样切片表面布划声波测试点位，并获取每个声波测试点位在相应岩样切片表面上的位置；
其具体操作步骤为：先在每个岩样切片两侧表面上，从垂直中心线开始，按照由密到疏或均匀分布的规则，布划声波测试点；然后，建立每个岩样切片两侧表面所对应的用于获取声波测试点位置信息的坐标系；最后，根据建立的坐标系，记录每个岩样切片上所有声波测试点的位置信息。
S11、对长方体或立方体岩样的岩样切片进行声波测试，获取每个岩样切片上所有声波测试点的声波波速；
其具体操作步骤为：参照步骤S3的方式，先将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于每个待测岩样切片的两侧表面的对应声波测试点处，然后按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每个岩样切边两侧表面上所有声波测试点的声波波速。
S12、计算每个岩样切片爆破前后的波速变化率；
其具体操作步骤是：将在步骤S3中得到的长方体或立方体岩样相应岩样表面上所有声波测试点爆前的声波波速和步骤S11中得到的长方体或立方体岩样相应岩样切片表面上所有声波测试点爆后的声波波速，分别代入到波速变化率计算式，即η＝1-c/c0中，即得出每个岩样切片爆破前后的波速变化率。
S13、将每个岩样切片上所有声波测试点位的位置信息和波速变化率导入到等值线绘制程序或插件中，得出每个岩样切片的损伤分布规律；
S14、根据步骤S13得出的每个岩样切片的损伤分布规律，得到整个长方体或立方体岩样的声波波速变化率的三维分布规律，从而确定长方体或立方体岩样爆破损伤区的空间形状和大小。
为了更好的说明本发明技术方案，下面以对在陕西华山地区选取的某个质地比较均匀的花岗岩石进行单孔爆破实验为例来具体阐述一下其是如何获取岩石爆破、冲击损伤范围以及岩石爆破或冲击损伤区的空间形状和大小：
第一步、加工制作岩样：先将在陕西华山地区选择的某质地比较均匀的花岗岩石料，加工成长、宽、高分别为1051mm、1050mm、1045mm的长方体花岗岩试样100；然后对长方体花岗岩试样100的前、后、左、右四个侧表面P1～P4进行打磨处理，要求4个侧表面不平整度误差不大于0.5mm，相对两个侧表面的平行度误差不超过1.0mm；接着，在长方体花岗岩试样100顶面中心处钻取一个孔径为25mm，孔深为650mm的爆孔200，参阅图2所示，在钻孔过程中要持续检查爆孔轴线方位，以保证钻孔的垂直度。
第二步、布划声波测试点：先在长方体花岗岩试样100的4个岩样侧表面P1～P4上，分别以爆孔200在每个侧表面上的垂直投影为中心，按照由密到疏分布的规则，在每个侧表面上布划声波测试点，即：从每个面的垂直中心线开始，在左右两侧各200mm内以间距为50mm，外侧以间距为100mm布划声波测试点300，参阅图3所示；然后，建立每相对两侧表面所对应的用于获取声波测试点位置信息的坐标系；其中，每相对两侧表面所对应声波测试点位置信息坐标系是以平行于该对岩样侧面的岩样中心面作为获坐标系的基准面，以岩样爆孔轴线与岩样底面交点为坐标系的原点，以岩样中心面与岩样底面的交界线为坐标系的X轴，以岩样爆孔轴线为坐标系的Y轴；最后，根据建立的坐标系，记录长方体花岗岩试样100的4个侧表面P1～P4上所有声波测试点300的位置信息。
第三步、测试长方体花岗岩试样4个侧表面上所有声波测试点爆前的声波波速c0：在爆破前，先将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于长方体花岗岩试样100的P1和P3侧面的对应声波测试点上，按照一一对应的原则，逐一测试、记录下P1和P3侧面上所有声波测试点爆破前的声波波速；然后再将将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于长方体花岗岩试样100的P2和P4侧面的对应声波测试点上，按照一一对应的原则，逐一测试、记录下P2和P4侧面上所有声波测试点爆破前的声波波速；至此便得到了，长方体花岗岩试样100的4个侧表面P1～P4上所有声波测试点300爆前的声波波速c0；
第四步、充装炸药，起爆岩样：先在内径为8mm的PVC爆管内充装长度220mm的超细太安(PETN)炸药，共计炸药量6.22g；然后再将充装炸药的PVC爆管置于长方体花岗岩试样100的爆孔300中心位置，然后再用环氧树脂封填住长方体花岗岩试样100的爆孔300上部；接着，起爆长方体花岗岩试样100；
第五步、测试长方体花岗岩试样100的4个侧表面上所有声波测试点爆后的声波波速c：其测试方法和步骤与起爆前相同，即先将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于长方体花岗岩试样100的P1和P3侧面的对应声波测试点上，按照一一对应的原则，逐一测试、记录下P1和P3侧面上所有声波测试点爆破前的声波波速；然后再将将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于长方体花岗岩试样100的P2和P4侧面的对应声波测试点上，按照一一对应的原则，逐一测试、记录下P2和P4侧面上所有声波测试点爆破前的声波波速；至此便得到了，长方体花岗岩试样100的4个侧表面P1～P4上所有声波测试点300爆后的声波波速c；
第六步、计算长方体花岗岩试样100的4个侧表面上所有声波测试点爆破前后的波速变化率：即将第五步得到的各声波测试点300的爆前的声波波速c0和爆后的声波波速c分别代入到声波波速变化率计算式：η＝1-c/c0中，便可得到长方体花岗岩试样4个侧表面上各声波测试点300的爆破前后的波速变化率η；
第七步、获取长方体花岗岩试样100在P1-P3侧面所在方向和P2-P4侧面所在方向上的岩体爆破损伤分布规律：先将长方体花岗岩试样100的P1和P3侧表面上所有声波测试点300的位置信息和波速变化率分别导入Origin等值线绘制程序中，得出长方体花岗岩试样100在P1和P3侧表面所在方向界面上的损伤分布规律，参阅图4所示；然后将长方体花岗岩试样100的P2和P4侧表面上所有声波测试点300的位置信息和波速变化率分别导入Origin等值线绘制程序中，得出长方体花岗岩试样100在P2和P4侧表面所在方向界面上的损伤分布规律，参阅图5所示；
由图4和图5可知，长方体花岗岩试样100在两个相互垂直界面上的最大声波波速变化率PSV为6％，小于规范规定的临界波速变化率(10％～15％)的标准，因此规范的标准在此处并不适用。由于可以根据与爆破后破坏区范围的对比确定波速变化率的标准，故此，这里我们将声波波速变化率PSV确定为4％，以此为标准即可确定本实施例中长方体花岗岩试样100爆孔周围损伤区的范围分别为160mm和210mm。
至此，完成了陕西华山地区选取的某个质地比较均匀的花岗岩石爆破、冲击损伤范围的测试，获取到了其爆孔周围损伤区的范围，也即获取到了本实施例长方体花岗岩试样100的爆破、冲击损伤范围，即得到了长方体花岗岩试样100的爆破、冲击损伤范围的二维图像。
第八步、剖切长方体花岗岩试样100，制作长方体花岗岩试样100的岩样切片；
(1)按与P1平行的方向剖切爆后的长方体花岗岩试样100，得到8片岩样切片101；
(2)打磨每片岩样切片101的两侧表面P1’、P3’，保证每片岩样切片101两侧表面P1’、P3’的平整度以及平行度；
第九步、在长方体花岗岩试样100的每个岩样切片101表面布划声波测试点位300’，并获取每个岩样切片101表面上的所有声波测试点300’的位置：即参照第二步的声波测试点布划方法，在每个岩样切片101两侧表面P1’、P3’上，从垂直中心线开始，按照由密到疏或均匀分布的规则，布划声波测试点300’；然后，建立每个岩样切片101两侧表面P1’、P3’所对应的用于获取声波测试点位置信息的坐标系；最后，根据建立的坐标系，记录每个岩样切片101的P1’、P3’两侧表面上所有声波测试点的位置信息。
第十步、对长方体花岗岩试样100的每个岩样切片101进行声波测试，获取每个岩样切片101上所有声波测试点300’的声波波速：即参照步骤第三步的方式，先将声波仪的发射探头和接收探头分别粘贴于每个待测岩样切片101的两侧表面P1’、P3’的对应声波测试点处，然后按照一一对应的原则，逐一测试、记录下每个岩样切片101的P1’、P3’两侧表面上所有声波测试点的声波波速。
第十一步、计算出长方体花岗岩试样100每个岩样切片101爆破前后的波速变化率：即将在第三步中得到的长方体花岗岩试样100在P1-P3侧面上的所有声波测试点爆破前的声波波速和在第十步中得到的相应岩样切片101在P1’、P3’两侧表面上声波测试点的声波波速，分别代入到声波波速变化率计算式：η＝1-c/c0中，即得出每个岩样切片101在P1’、P3’两侧表面上所有声波测试点爆破前后的声波波速变化率。
第十二步、将每个岩样切片101两侧表面P1’、P3’上所有声波测试点300’的位置信息和声波波速变化率数据导入到Origin等值线绘制程序中，获得每个岩样切片101的损伤分布规律；
第十三步，根据第十二步得出的每个岩样切片101的损伤分布规律，得出整个长方体花岗岩试样100的声波波速变化率的三维分布规律，确定出整个长方体花岗岩试样100爆破损伤区的空间形状和大小；参阅图6所示，为本实施例确定出的长方体花岗岩试样100的爆破损伤区的空间形状和大小。
最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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