[發明專利]一種基于隨鉆監測技術的深部節理巖體RQD確定方法

在審

• 申請號: 202010043885.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111209685A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 何明明;龐帆;楊貝貝;劉毅;王滈藤;張志強;陳蘊生;李寧
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G01N33/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了一種基于隨鉆監測技術的深部節理巖體RQD確定方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、利用場地隨鉆監測設備獲取扭矩、鉆壓、轉速和鉆速，進而計算節理巖體的鉆能；步驟2、對步驟1獲取的節理巖體的鉆能進行歸一化處理；步驟3、計算節理巖體鉆能的離散性；步驟4、基于鉆能離散度與RQD的關系，計算深部節理巖體RQD。本發明解決了現有巖體質量指標RQD由于影響因素較多導致測量方法受限的問題。

技術領域

本發明屬于深部巖體工程原位測試技術領域，具體涉及一種基于隨鉆監測技術的深部節理巖體RQD確定方法。

背景技術

巖體質量指標(RQD)是表示巖體良好度的一種方法。由于RQD易于確定，且與巖芯采取率相比是一種更靈敏，更合適的指標。因此在世界范圍內被廣泛用作節理巖體質量評估的重要指標和參考。許多工程師經常結合自身經驗，使用RQD來確定巖體的穩固性。RQD由Deere于1963年首次提出，在巖體工程中RQD被定義為：

Palmstrom(2005)引入了加權聯合密度(WJD)，使得RQD可以表示為：

RQD＝110-2.5J_v(WJD) (2)

其中，WJD定義為f_i是額定因子，與節理和鉆孔之間的角度間隔有關，L是測得的段長。

Araghi(2006)為RQD計算引入了修改后的巖石質量名稱(MRQD)。MRQD方法是基于薄弱區域建立的，包括節理數量，巖心沖洗和破碎區域，空腔和高風化巖體。MRQD可以表示為：

其中，WZ是薄弱區域的數量，n_d是不連續區域的數量，F_r是碎片區域(間距15-50mm)，VZ是疏松區域，CW是洗芯區域，C_r是壓碎區域(間距為5–15mm)，C為空洞或鐵芯損耗區。后來研究發現巖體的質量不僅取決于未破碎碎片的累積長度，而且還取決于未破碎碎片的數量N。因此，將校正后的巖石質量表示為：

其中，RQD_C是校正后的巖石質量名稱，L是行進或游程長度(或掃描線長度)，L_i是第i個不間斷碎片的長度，a是材料參數。Azimian(2016)提出了一種改進的巖石質量標識(RQD_i)，以減少傳統方法的局限性。RQD_i表示為:

其中，f_i是額定因子，CW是破碎的巖心段的長度，F_r是碎裂段的長度，(間隔為15–50mm)，C_r是壓碎段的長度，(間隔小于15mm)，而K是巖溶巖段的長度。盡管RQD指標是當前巖體工程中常使用的基本參數。但它受到許多眾所周知的因素的影響，例如巖石強度參數，斷裂頻率，巖心尺寸，節理方向和節理粗糙度。根據其定義，RQD受所測一致性的限制很大，這是因為它依賴于最小完整核心長度的選定閾值或弱段的長度，例如破碎段，巖溶和壓碎段。盡管Azimian(2016)和Araghi(2006)等人提出了計算結果。使得能夠消除所選閾值長度對RQD值的影響，然而由于取芯存在困難，弱段長度確定方法仍然存在。因此，難以被廣泛應用于實際工程巖體RQD的研究中。本發明是基于當前深部巖體工程原位測試方法的不足，提出的一種基于隨鉆監測技術的深部節理巖體RQD確定方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于隨鉆監測技術的深部節理巖體RQD確定方法，解決了現有巖體質量指標RQD由于影響因素較多導致測量方法受限的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于隨鉆監測技術的深部節理巖體RQD確定方法，具體按照以下步驟實施：