[發(fā)明專利]一種受不同采動(dòng)影響堅(jiān)硬巖體Hoek?Brown參數(shù)m、s的求取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510375060.6
• 申請(qǐng)日: 2015-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN104977210B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田成林;譚云亮;寧建國;房凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 朱玉建

1.一種受不同采動(dòng)影響堅(jiān)硬巖體Hoek-Brown參數(shù)m、s的求取方法，其特征在于，包括如下步驟：

s₁采前取芯

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，并結(jié)合巖層柱狀圖確定取芯的地點(diǎn)及巖性；制定取芯方案；將取出的巖芯進(jìn)行密封處理；

s₂采后取芯

在本煤層開采之后，下煤層開采之前對(duì)開采煤層上覆巖層再次取芯，并將取出的巖芯進(jìn)行密封處理；

待下煤層開采之后，對(duì)開采過的上煤層頂板再次取芯，并將取出的巖芯進(jìn)行密封處理；

s₃標(biāo)準(zhǔn)試件加工

對(duì)步驟s₁和步驟s₂取回的巖芯通過鉆取、切割、打磨三道工序，加工為標(biāo)準(zhǔn)試件；

s₄將標(biāo)準(zhǔn)試件分類

根據(jù)受采動(dòng)影響次數(shù)將加工完成的標(biāo)準(zhǔn)試件分為3類：第Ⅰ類為未受采動(dòng)影響的無損巖石試件；第Ⅱ類為受一次采動(dòng)影響的巖石試件；第Ⅲ類為受二次采動(dòng)影響的巖石試件；

其中，上述每一類巖石試件保證與層位巖性一一對(duì)應(yīng)；

s₅單軸、三軸試驗(yàn)

將第Ⅰ類巖石試件通過單軸壓縮試驗(yàn)獲取其單軸抗壓強(qiáng)度；

對(duì)第Ⅱ類試件進(jìn)行三軸試驗(yàn)，每組試樣分別施加5～40MPa的圍壓，然后施加軸壓，直至試樣破壞，記錄整個(gè)加載過程的中荷載位移曲線；

對(duì)第Ⅲ類試件進(jìn)行與第Ⅱ類試件相同過程的三軸試驗(yàn)；

s₆求取Hoek-Brown參數(shù)的m、s值

根據(jù)Hoek-Brown準(zhǔn)則計(jì)算每組條件下的m值和s值，計(jì)算過程如下：

將${\mathrm{\σ}}_1={\mathrm{\σ}}_3+\sqrt{{\mathrm{m\σ}}_3{\mathrm{\σ}}_{ci}+{\mathrm{s\σ}}_{ci}^2}$變形為：${({\mathrm{\σ}}_1-{\mathrm{\σ}}_3)}^2={\mathrm{m\σ}}_3{\mathrm{\σ}}_{ci}+{{\mathrm{s\σ}}_{ci}}^2;$

式中，σ₁、σ₃分別為巖體破壞時(shí)的最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力，σ_ci為完整巖塊的單軸抗壓強(qiáng)度，m、s為與巖體特性有關(guān)的材料常數(shù)：m反映了巖塊的堅(jiān)硬程度，其取值為1×10^-7～25；而s反映巖體的破碎程度，其取值范圍為0～1；

對(duì)于第Ⅰ類試件，令s＝1，利用3～5組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其平均值便可得出完整巖體的m值；

對(duì)于第Ⅱ類試件及第Ⅲ類試件利用至少4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，獲得m、s值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受不同采動(dòng)影響堅(jiān)硬巖體Hoek-Brown參數(shù)m、s的求取方法，其特征在于，所述步驟s₁中，

取芯方案包括確定巖芯的直徑、寬度，打鉆取芯的角度、孔深。