[發明專利]一種裂隙巖體工程穩定性分級方法

無效

• 申請號: 201310667017.8
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103823038A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 羅先偉;陳慶發;韋才壽;張亞南;吳樂文;趙崇清
• 申請（專利權）人: 廣西高峰礦業有限責任公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標代理有限責任公司 45106
• 代理人: 黎明天

技術領域

本發明涉及一種巖體質量評價分級方法，尤其是裂隙巖體工程穩定性分級方法。

背景技術

由于組成巖體的巖石性質、組織結構不同，以及巖體中結構面發育情況差異，致使巖體力學性質相當復雜，因此，對巖體穩定性及質量進行合理有效的分級，一直是礦山工程設計與施工的重點和難點。為了在工程設計與施工中能區分出巖體質量的好壞和穩定性上的差別，需要對巖體做出合理有效地分類，為工程結構參數選擇、安全生產管理以及經濟效益評價提供依據。

目前，國內外常用的工程巖體分級（分類）方法有許多種，如RQD法、Q法、RMR法等。RQD法是笛爾（Deer）于1964年提出的。它是根據鉆探時的巖芯完好程度來判斷巖體的質量，對巖體進行分類。即將長度在10cm（含10cm）以上的巖芯累計長度占鉆孔總長的百分比，稱為巖石指標RQD。依據巖芯質量指標大小，將巖體分為很差、差、一般、好、很好5類。

Q法是挪威巖土工程研究所的巴頓（Barton）等人于1974年提出的一種分類方法。它綜合了RQD、節理組數、節理面粗糙度、節理面蝕變程度、裂隙水及地應力的影響等六個方面的因素，用一個算式計算巖體綜合質量指標Q,即：

式中：?為巖石質量指標；為節理組數；為節理粗糙系數；為節理蝕變系數；為節理水折減系數；為應力折減系數。

RMR法是有南非科學和工業研究委員會提出的。它是由巖塊強度、RQD值、節理間距、節理條件及地下水5種指標組成。分類時，各種指標的數值按相應的標準評分，求和得總分RMR值，然后按一定的規定對總分作適當的修正，將巖體分為五類。

上述幾種分類方法雖然能夠對一定的巖體進行量衡，并在一些工程應用中取得了較為廣泛的應用。但這幾種量衡方法均是從一維角度對巖體結構進行描述，難以準確反映巖體三維空間上受結構面的切割情況，特別是對多結構面切割的裂隙巖體而言，情況更為復雜，上述方法對巖體完整性程度描述不夠真實客觀，且靠鉆孔的辦法獲取RQD要耗費大量的資金和時間。

近幾年國內專利數據庫公開了一些相關的工程巖體衡量技術：

例如：專利文獻【申請號】CN201210592783.8，公開(公告)號【CN103065051A】公開了“一種對巖體自動進行分級分區的方法”，其涉及礦山開采技術領域，包括：準備原始數據，基于該原始數據創建約束巖體模型；在約束巖體模型基礎上建立塊段模型，分析塊段模型中的指標分布規律，生成變異函數，選擇指標估值方法；創建搜索橢球體，根據指標估值方法建立估值參數；基于估值參數及變異函數，利用選擇的指標估值方法對指標進行估值，確定巖石質量等級；根據巖石質量分級結果，按塊段模型對處于不同范圍的小方塊設置不同的顏色,該發明在分級過程中需要創建搜索橢球體，分級方法比較復雜，消耗資金大，花費時間長。

例如：專利文獻【申請號】CN201010298379.0，公開(公告)號【CN101936008A】公開了“巖體邊坡三維模型及塊體滑落分析方法”，其屬于巖土工程、礦山開采、道路工程、水利工程等巖體工程的實體結構空間建模建立和分析領域。按如下步驟進行：步驟一、獲取工程巖體現場結構原始數據；步驟二、工程巖體原始數據的處理與提取；步驟三、構建工程巖體模型；步驟四、識別塊體及穩定性分析；步驟五、結果顯示；雖然該方法實現了工程巖質邊坡的空間模型建立，關鍵塊體的識別，但是未給出評價巖體穩定性的標準以及評價的指標，因此，該方法不能快速地評價巖體的穩定性及質量，花費時間長。

因此，采用更加科學的方法對工程巖體進行有效合理有效的分級，通過分級區分出巖體質量的好壞和穩定性上的差別，對于工程結構參數選擇、安全生產管理以及經濟效益評價有著重要的意義。本發明是利用塊體化程度理論從三維空間上對裂隙巖體工程的穩定性進行分級，塊體化程度理論是在一定條件下裂隙切割巖體能形成塊體的基本條件下提出的。該理論以塊體百分比作為評價巖體塊體化程度的指標；用塊體百分比結合塊體體積曲線中的分度值d10、d30、d60將巖體劃分為四類：非塊狀巖體，輕度塊狀化巖體，中度塊狀化巖體及塊狀化巖體，其能夠較真實客觀地描述巖體的完整性。

發明內容

本發明的目的是在于克服傳統上巖體穩定性分級方法對裂隙巖體的完整性描述不夠真實客觀的問題，提供一種獲取RQD時消耗資金少和花費時間短，及穩定性分級對安全管理指導作用可靠性高的裂隙巖體工程穩定性分級方法。

為了達到上述目的，本發明裂隙巖體工程穩定性分級方法步驟如下：