巖體結(jié)構的質(zhì)量評估對工程的設計與施工、工期和造價以及施工人員的生命安全至關重要，傳統(tǒng)的鉆孔光學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成等信息，無法為巖體結(jié)構的識別和分析提供更加豐富的數(shù)據(jù)來源。

　　針對這一問題，中國科學院武漢巖土力學研究所數(shù)字鉆孔攝像技術組科研人員提出了一種鉆孔孔壁聲光組合式測量方法，通過鉆孔聲波掃描與鉆孔光學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量的巖體結(jié)構探測設備，實現(xiàn)了孔壁聲學反射特性與光學影像特征的各自優(yōu)勢互為補充和互相印證，從而提高了巖體結(jié)構數(shù)據(jù)解譯和判讀的準確性和客觀性。該方法以全方位聲波脈沖反射序列數(shù)據(jù)和前視光學鉆孔圖像為主要數(shù)據(jù)來源，在考慮鉆孔聲學響應特征、幾何輪廓特征、光學紋理特征、結(jié)構完整特征的基礎上，建立了聲光組合測量數(shù)據(jù)之間的映射關系與融合機制，形成了基于全脈沖聲波掃描數(shù)據(jù)與鉆孔前視光學圖像的鉆孔巖體結(jié)構三維建模與數(shù)據(jù)可視化方法，從而實現(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)構識別與分類提供更多有效數(shù)據(jù)支撐。

　　研究工作得到了國家自然科學基金青年項目（No. 41902294）和湖北省自然資源科技項目（No. ZRZY2022KJ08）的共同資助。相關研究成果分別以“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 測量原理及實物圖 　　 

圖2 聲光組合測量數(shù)據(jù) 　　 

圖3 鉆孔孔壁結(jié)構三維可視化