[發明專利]基于鉆孔攝像技術的節理巖體體積節理數確定方法

有效

• 申請號: 202010536926.8
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111649672B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 金長宇;崔健欣;王凱;馮慶杰;安龍;陳天宇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了一種基于鉆孔攝像技術的節理巖體體積節理數確定方法，應用于巖體完整性評估技術領域，包括以下步驟：S1、在待測巖體表面，選擇單位面積的表面區域；S2、測量該單位面積的表面區域的巖體表面節理數Js，節理間距H和節理與水平巷道的傾向角θ；S3、對該單位面積的表面區域上鉆孔，測量巖體內部節理數Jc；S4、將步驟S2測得的節理間距H與節理傾向角θ的正弦值和余弦值進行比較，確定巖體體積節理數Jv。本發明綜合考量內部節理Jc與表面節理Js來計算體積節理Jv，考慮因素更為全面，計算更為準確快捷。

技術領域

本發明涉及巖體完整性評估技術領域，更具體的說是涉及一種基于鉆孔攝像技術的節理巖體體積節理數確定方法。

背景技術

現有技術求巖體體積節理數Jv的方法有直接測量法，間距法，條數法。其中直接測量法是直接數出單位體積巖體中的節理數，但在使用中對現場情況要求比較大，臨空面的情況要求必須好。間距法是指通過測量巖體中各組結構面的間距,并以其平均值來計算單位體積巖體中裂隙的條數：

Jv＝S1+S2+…+Sn+Sk，

式中，Sn為第n組節理每米長測線上的條數，其值等于足夠長度測線內同組節理平均間距的倒數；Sk為每立方米巖體非成組節理條數；這種方法存在的問題是，在實際巖體中間距分布十分不均勻，或有時因為節理組與單位體表面斜交，其側線長度會大于1m。這些都會導致Jv的計算結果偏小，還需要再乘以1.05-1.1的修正系數。

條數法是指在單測量面內數出單位面積內的節理條數，將其乘以修正經驗系數以得到Jv值。這個經驗系數為1.3-1.5：

式中，n為第i個單位測量面積內的節理條數，N為同級別巖體中的樣本數，一般不少于10個。這個存在的問題是修正系數來自于工程經驗，無法通過理論來推導。計算結果不是十分精準。

因此，提出一種能夠更加準確快捷地算出巖體體積節理數的方法，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，為實現更加準確快捷地算出巖體體積節理數，本發明提供了一種基于鉆孔攝像技術的節理巖體體積節理數確定方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于鉆孔攝像技術的節理巖體體積節理數確定方法，包括以下步驟：

S1、在待測巖體表面，選擇單位面積的表面區域；

S2、測量該單位面積的表面區域的巖體表面節理數Js，節理間距H和節理與水平巷道的傾向角θ；

S3、對該單位面積的表面區域上鉆孔，測量巖體內部節理數Jc；

S4、將步驟S2測得的節理間距H、節理與水平巷道的傾向角θ的正弦值和余弦值進行比較，確定巖體體積節理數Jv。

優選的，所述步驟S2中采用三維數字攝影測量和巖體結構分析系統測得巖體表面節理數Js，節理間距H和節理與水平巷道的傾向角θ。

優選的，三維數字攝影測量和巖體結構分析系統為sirovision。

優選的，所述步驟S3中采用鉆孔攝像技術測得巖體內部節理數Jc。

優選的，所述步驟S4中，

若巖體表面節理之間趨于平行以及鉆孔方向與巖體表面節理面趨于垂直時，則巖體體積節理數Jv為巖體內部節理數Jc；

若H/sinθ＞1，則巖體節理數Jv為巖體內部節理數Jc；

若H/sinθ＜1，則巖體節理數Jv為max(巖體內部節理數Jc，巖體表面節理數Js)；