巖體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量評(píng)估對(duì)工程的設(shè)計(jì)與施工、工期和造價(jià)以及施工人員的生命安全至關(guān)重要，傳統(tǒng)的鉆孔光學(xué)圖像往往只能反映鉆孔孔壁的二維圖像信息，形成的柱狀圖為虛擬的三維巖芯圖，難以量化鉆孔輪廓以及巖石構(gòu)成等信息，無法為巖體結(jié)構(gòu)的識(shí)別和分析提供更加豐富的數(shù)據(jù)來源。

　　針對(duì)這一問題，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所數(shù)字鉆孔攝像技術(shù)組科研人員提出了一種鉆孔孔壁聲光組合式測(cè)量方法，通過鉆孔聲波掃描與鉆孔光學(xué)影像同步采集并相互融合的解決思路，研發(fā)了基于鉆孔聲光組合式測(cè)量的巖體結(jié)構(gòu)探測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了孔壁聲學(xué)反射特性與光學(xué)影像特征的各自優(yōu)勢(shì)互為補(bǔ)充和互相印證，從而提高了巖體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)解譯和判讀的準(zhǔn)確性和客觀性。該方法以全方位聲波脈沖反射序列數(shù)據(jù)和前視光學(xué)鉆孔圖像為主要數(shù)據(jù)來源，在考慮鉆孔聲學(xué)響應(yīng)特征、幾何輪廓特征、光學(xué)紋理特征、結(jié)構(gòu)完整特征的基礎(chǔ)上，建立了聲光組合測(cè)量數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系與融合機(jī)制，形成了基于全脈沖聲波掃描數(shù)據(jù)與鉆孔前視光學(xué)圖像的鉆孔巖體結(jié)構(gòu)三維建模與數(shù)據(jù)可視化方法，從而實(shí)現(xiàn)了融合鉆孔周向和軸向的鉆孔孔壁三維可視化過程，有助于鉆孔各種演化階段下的定性與定量描述，為鉆孔巖體結(jié)構(gòu)識(shí)別與分類提供更多有效數(shù)據(jù)支撐。

　　研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（No. 41902294）和湖北省自然資源科技項(xiàng)目（No. ZRZY2022KJ08）的共同資助。相關(guān)研究成果分別以“Fine detection technology of rock mass structure based on borehole acousto-optic combined measurement”及“Study on the Weak Interlayer Identification Method Based on Borehole Photo-Acoustic Combined Measurement: Application to a Landslide Case Study”為題，發(fā)表于Measurement期刊及Applied Sciences-Basel期刊上。

　　論文鏈接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263224121011647?via%3Dihub

　　https://www.mdpi.com/2076-3417/12/20/10545

圖1 測(cè)量原理及實(shí)物圖 　　 

圖2 聲光組合測(cè)量數(shù)據(jù) 　　 

圖3 鉆孔孔壁結(jié)構(gòu)三維可視化