[發(fā)明專利]一種快速初步識別巖石裂隙不同空間分布特征的方法

在審

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• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN108020648A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 王鵬;宗自華;李曉昭;蘇銳;陳亮;王錫勇
• 申請（專利權）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發(fā)明屬于巖石裂隙空間分布特征研究領域，具體涉及一種快速初步識別巖石裂隙不同空間分布特征的方法。包括以下步驟：步驟一、獲取裂隙空間分布的各種參數(shù)信息，得到測區(qū)裂隙參數(shù)數(shù)據(jù)；步驟二、根據(jù)裂隙產(chǎn)狀將裂隙分為若干特征組；步驟三、針對分組裂隙進行地質(zhì)統(tǒng)計學特征分析；步驟四、觀察整體裂隙面密度值半變異函數(shù)曲線圖與各分組裂隙面密度值半變異函數(shù)曲線圖之間的趨勢變化關系，判別哪一分組裂隙是控制本區(qū)域裂隙空間分布特征的主要分組裂隙。本發(fā)明快速初步地判別不同分組裂隙的空間分布特征，為后續(xù)快速準確地開展相關區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查工作提供重要的基礎參考，也能為下一步三維裂隙網(wǎng)絡建模等研究工作提供更為精準的輸入條件。

技術領域

本發(fā)明屬于巖石裂隙空間分布特征研究領域，具體涉及一種快速初步識別巖石裂隙不同空間分布特征的方法。

背景技術

裂隙作為一種可以影響巖體性質(zhì)與質(zhì)量的不連續(xù)裂隙，在花崗巖巖體中是普遍存在的，并且具有分布較廣、數(shù)量較多、可以在統(tǒng)計學角度進行統(tǒng)計等特點；同時作為花崗巖巖體質(zhì)量評價、三維裂隙網(wǎng)絡建模及后續(xù)巖體力學、滲透性能等分析研究工作的重要基礎，對其進行詳細的調(diào)查、測量與統(tǒng)計分析更是十分必要的。

早在20世紀60年代，隨著對裂隙巖體滲透性的研究提出了最早的裂隙網(wǎng)絡概念模型，代表性理論包括D.T.Snow的平行板裂隙模型和張量理論，C.Louis、W.Wittke等人的線素理論等。80年代以后研究人員開始更多關注裂隙的幾何參數(shù)統(tǒng)計分析，并試圖利用統(tǒng)計學理論建立各種參數(shù)的概率模型和相應的模擬方法。統(tǒng)計均質(zhì)區(qū)、產(chǎn)狀、尺寸、密度、裂隙網(wǎng)絡模擬等方面均有經(jīng)典的理論在80、90年代被提出并獲得應用，代表人物包括美國的G.Baecher、H.H.Einstein、P.H.S.W Kulatilake、W.Dershowitz，澳大利亞科學院(CSIRO)、英國的S.Priest和J.A.Hudson等。這一時期的裂隙統(tǒng)計分析與模擬研究發(fā)展異常迅速，利用統(tǒng)計學原理分析裂隙網(wǎng)絡的理論基礎也在同一時期基本完成。這些研究工作的共同特點是追求數(shù)學上的嚴密性，重視誤差分析和模型驗證，概化得到的裂隙模型大同小異。

然而，事實上，裂隙賦存于一定的地質(zhì)環(huán)境當中，僅僅依靠統(tǒng)計學和隨機模擬來刻畫裂隙系統(tǒng)模型忽略了裂隙發(fā)生與發(fā)展的地質(zhì)背景和地質(zhì)作用；同時由于裂隙調(diào)查也是一項費時費力的工作，對常規(guī)工程項目進行詳盡的裂隙調(diào)查從經(jīng)濟和時間上均得不償失。如果能夠從地質(zhì)環(huán)境差異的角度總結(jié)出裂隙分布特征的差異與共性，并考慮地質(zhì)作用對裂隙系統(tǒng)的影響機制，則可以通過對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的總體把握來揭示與具體地質(zhì)環(huán)境相關的裂隙分布模式。這是一種將傳統(tǒng)地質(zhì)學命題引入工程地質(zhì)(巖石力學)的新思路。90年代麻省理工學院的裂隙研究組在這方面做出了開創(chuàng)性的貢獻。其代表性研究成果包括對不同構造體系影響下的應力場和裂隙模式分析以及相應的裂隙建模。這種將地質(zhì)因素與力學、統(tǒng)計學相結(jié)合的新模型代表了未來裂隙模型研究的可能方向。

因此，目前國內(nèi)外關于巖石裂隙的研究主要集中于裂隙幾何參數(shù)統(tǒng)計學角度的分析和深入建模研究，而比較忽視地質(zhì)背景因素導致空間分布特征變化的考慮和甄別，即針對裂隙空間分布地質(zhì)統(tǒng)計學特征方面的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種快速初步識別巖石裂隙不同空間分布特征的方法，快速初步地判別不同分組裂隙的空間分布特征，為后續(xù)快速準確地開展相關區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查工作提供重要的基礎參考，也能為下一步三維裂隙網(wǎng)絡建模等研究工作提供更為精準的輸入條件。

為解決上述技術問題，本發(fā)明一種快速初步識別巖石裂隙不同空間分布特征的方法，包括以下步驟：

步驟一、選取野外典型巖石露頭區(qū)域，并選定一定規(guī)模的備選測區(qū)；獲取裂隙空間分布的各種參數(shù)信息，得到測區(qū)裂隙參數(shù)數(shù)據(jù)；

步驟二、在步驟一中的備選測區(qū)內(nèi)選取更具代表性的方形測區(qū)，并根據(jù)裂隙產(chǎn)狀將裂隙分為若干特征組；

步驟三、針對分組裂隙進行地質(zhì)統(tǒng)計學特征分析，具體包括以下子步驟：