[發明專利]工程圍巖完整性系數Kv的地應力修正取值方法

有效

• 申請號: 201010600886.5
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102680577A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 趙建海;萬凱軍;李大毛
• 申請（專利權）人: 中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N33/00
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本發明涉及工程勘探技術領域，具體地說是一種工程圍巖完整性系數Kv的地應力修正取值方法。?

背景技術

圍巖完整性系數Kv是定量描述巖體完整程度的參數，對于評價巖體的完整程度具有重要意義。圍巖完整性系數Kv測試方法主要采用聲波法測試，為巖體與巖石的縱波速度平方之比。但是在經過大量工程勘察實測的巖體完整系數Kv值與實際鉆探及開挖結果相差較大，經過分析研究發現主要是地應力作用結果，在高地應力下工程圍巖中結構面(斷裂、節理、裂隙等)不同程度的壓密閉合，應力越高實測的圍巖完整性指數(Kv)出現的失真和偏差越大，這嚴重影響了圍巖完整程度定量評價的精度。這證明了巖體實測完整系數Kv需要隨著應力變化進行修正。?

發明內容

本發明的目的是研究一種解決采用聲波法測試圍巖完整性系數Kv偏差與失真很大的工程圍巖完整性系數Kv的地應力修正取值方法。?

本發明工程圍巖完整性系數Kv的地應力修正取值方法，包括：(一)、在工程勘察鉆孔中不同的應力條件下，采用聲波法測試出圍巖完整性系數KV值，其KV值的測試應符合國標《工程巖體分級標準》(GB50218-94)附錄A的規定，巖體完整性指數(Kv)應針對不同的工程地質巖組或巖性段選擇有代表性的點段測定巖體彈性縱波速度并應在同一巖體取樣測定巖石彈性縱波速度，K_V應按下式?

Kv＝(V_pm/V_pr)²

式中V_pm——巖體彈性縱波速度(km/s)；?

V_pr——巖石彈性縱波速度(km/s)。?

(二)、在不同的應力條件下，通過鉆探巖芯復原后進行分段巖芯RQD及節理裂隙的統計，確定圍巖的完整程度系數K，其K值按下式計算?

K＝RQD/100-J₁/RQD?

式中，RQD——巖石質量指標；?

J₁——沿巖心軸線長度每米節理條數。?

其中RQD應針對不同的巖段分段進行統計，統計中扣除因施工因素引起的巖石破壞的影響；另外J₁統計時也應扣除人為因素造成的新的破壞影響。?

(三)、在對不同應力條件下，實測圍巖完整系數K_V，鉆探巖芯復原后統計確定圍巖的完整程度系數K列表對比，并作出實測巖體完整性系數及完整程度系數K隨應力變化的趨勢線；?

在地應力12.8～15.2Mpa條件下，實測圍巖完整性系數Kv與鉆探巖芯復原后節理裂隙密度的統計結果確定的圍巖的完整程度系數K的距離為-0.2118。?

從上表中可以得出在地應力15.2～18.4Mpa條件下，實測圍巖完整性系數Kv與圍巖的完整程度系數K的距離為-0.1414。?

從上表中可以得出在地應力18.4～20.9Mpa條件下，實測圍巖完整性系數Kv與圍巖的完整程度系數K的距離為-0.0612。?

從上表中可以得出在地應力23.3～25.8Mpa條件下，實測圍巖完整性系數Kv與圍巖的完整程度系數K的距離為-0.0518。?

從上表中可以得出在地應力23.3～25.8Mpa條件下，實測圍巖完整性系數Kv與圍巖的完整程度系數K的距離為0.0249。?

(四)、對步驟3的圖表及趨勢線進行分析，從而建立Kv修正值公式：從上面分析中得到如下地應力與實測圍巖完整系數Kv變化的關系?

對上述關系進行曲線擬合：?

1、普通三次擬合?

f(x)＝p1*x^3+p2*x^2+p3*x+p4?

系數(95％置信度)：?

p1＝9.319e-009(-1.325e-008，3.189e-008)?

p2＝-2.402e-005(-8.104e-005，3.301e-005)?

p3＝0.0202(-0.02682，0.06722)?

p4＝-5.491(-18.15，7.163)?

擬合度：?

殘差平方SSE：0.0001755?

決定系數R-square：0.9715?

2、指數函數擬合?

f(x)＝a*exp(b*x)?