[發明專利]一種獲取和計算工程巖體代表性RQD值的方法

有效

• 申請號: 201711075965.7
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107941194B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 鄭俊;呂慶;唐歸;尚岳全;丁振杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C9/00;G01C17/00
• 代理公司: 33212 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 周世駿<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及工程巖體質量評價與分級領域，旨在提供一種獲取和計算工程巖體代表性RQD值的方法。該方法包括以下步驟：結構面產狀測量；結構面分組；計算各組結構面的平均產狀；現場RQD的測量；計算各條測線方向上的結構面線密度；計算各組結構面平均法向量上的結構面線密度；求代表性RQD及方向。本發明明確了最小RQD為代表性RQD，給出了根據已知幾個方向上的RQD值計算任意方向上的RQD值的方法，從而消除了當前獲取RQD方法的弊端；相比現有RQD的獲取方法，本發明只需額外測一些結構面的產狀，現場方便測得。

技術領域

本發明涉及工程巖體質量評價與分級(分類)領域，具體涉及一種獲取和計算工程巖體代表性RQD值的方法。

背景技術

巖體工程涉及范圍甚廣，主要包括水利工程、采礦工程、土木工程、石油工程、交通工程、軍事工程等。受長期地質作用，巖體本身具有復雜的幾何特性和物理力學特性，加上賦存環境復雜，造成巖體工程評價和設計多依賴經驗，難以把握。為此，依據規范的測試和試驗，建立一種基礎性巖體質量評價方法，實現工程巖體分級(分類)，并根據行業要求與經驗提出支護措施，對提高巖體工程設計與施工的合理性具有重要的意義。現有的工程巖體質量評價與分級(分類)方法主要有RMR、MRMR、Q、SRM、BQ、GSI、SRMR、M-RMR、M-RMC、CCI等，這些分級方法除GSI和BQ方法外均涉及一個共同的輸入參數RQD(Rock qualitydesignation，巖石質量指標)。由此可見RQD對巖體質量評價與分級非常重要。

然而，很多工程師和研究人員意識到RQD有一大弊端——方向性，即不同方向上的RQD有不同的值。如圖1所示，沿y軸方向上的RQD最小，值為85；沿x軸或z軸方向上的RQD最大，為100。當前若利用鉆孔獲取RQD時一般都取豎直方向，若利用測線法獲得RQD值時一般都是取豎直方向或水平方向。這種做法致使針對同一工程巖體不同的人采用不同的方法得到的RQD值不一樣，有較大的盲目性，獲得RQD未必能反映出巖體的節理度，顯然不合理。針對RQD的方向性這一問題，需要探尋出一種獲取和計算工程巖體代表性RQD值的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中獲取RQD值方法的不足，提供一種獲取和計算工程巖體代表性RQD值的方法。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種獲取和計算工程巖體代表性RQD值的方法，包括以下步驟：

(1)結構面產狀測量

測量巖石結構面的產狀，測量數據的數量應滿足結構面分組的要求；

(2)結構面分組

對結構面產狀測量數據進行結構面分組，其組數記為N；

(3)計算各組結構面的平均產狀

對于每一個結構組，分別采用式(7)計算其相應的平均產狀：

式中，i為結構面組號，δ_mi為第i組結構面的平均傾角，θ_mi為第i組結構面的平均傾向，(x_ri,y_ri,z_ri)是i組所有結構面的向上法向量的合向量，具體由式(8)確定：

其中，δ_ij和θ_ij是第i組的第j個結構面的傾角和傾向，N_i是第i組的結構面數量；

(4)現場RQD的測量

在巖石的露頭或開挖面上布設M條不同方向的測線，M≥N；測量相鄰兩個結構面與測線交點的長度l_j，由式(9)計算每條測線的RQD值：