[發(fā)明專利]基于激光掃描、BQ、RQDt

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011011851.8
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112150005A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡高建
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學(xué)院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62;G06F30/20;G06F30/13;G06F7/58;G01B11/00;G06T11/20;G06T17/00;G06F119/14
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一種基于激光掃描、BQ、RQD_t各向異性的Mathews穩(wěn)定圖法的改進(jìn)方法，屬于Mathews穩(wěn)定圖法的方法改進(jìn)領(lǐng)域，其步驟包括：(1)結(jié)構(gòu)面三維激光掃描快速獲??；(2)結(jié)構(gòu)面聚類分析；(3)基于BQ指標(biāo)的巖體質(zhì)量計算；(4)巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)模型生成和剖切；(5)RQD_t各向異性圖繪制；(6)基于BQ反演的最佳閾值t求解方法；(7)RQD_t各向異性求解方法；(8)Mathews穩(wěn)定圖法的改進(jìn)方法。本發(fā)明將三維激光掃描、結(jié)構(gòu)面聚類分析、BQ理論、裂隙網(wǎng)絡(luò)模型和廣義RQD理論相結(jié)合，實現(xiàn)了RQD_t的最佳閾值t和RQD_t各向異性的求解，實現(xiàn)了Mathews穩(wěn)定圖法的改進(jìn)。本發(fā)明方法明確，適用于Mathews穩(wěn)定圖法的方法改進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于激光掃描、BQ、RQD_t各向異性的Mathews穩(wěn)定圖法的改進(jìn)方法，特別的是本發(fā)明基于三維激光掃描、近鄰傳播算法、BQ指標(biāo)、裂隙網(wǎng)絡(luò)模型和廣義RQD理論，反演計算出RQD_t最佳閾值t的范圍和最佳閾值t值，給出了RQD_t各向異性的求解方法，并基于RQD_t的各向異性，提供了一種基于激光掃描、BQ、RQD_t各向異性的Mathews穩(wěn)定圖法的改進(jìn)方法，屬于Mathews穩(wěn)定圖法的方法改進(jìn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

Mathews穩(wěn)定圖法是礦房圍巖穩(wěn)定性分析方法的一種，是在1980年由Mathews等人通過分析大量的工程實例，提出的基于Q系統(tǒng)的穩(wěn)定圖法。Mathews穩(wěn)定圖法在評價過程中主要考慮采場特征、地質(zhì)條件、節(jié)理產(chǎn)狀等條件，通過計算巖體穩(wěn)定數(shù)N和水力半徑R，并將這兩個因子繪制在劃分為預(yù)測穩(wěn)定區(qū)、潛在不穩(wěn)定區(qū)和崩落區(qū)的圖上。

在Mathews穩(wěn)定圖法的改進(jìn)方面，1995年Stewart和Forsyth通過收集不同采礦深度的數(shù)據(jù)，驗證和修正了穩(wěn)定圖法，將其劃分為四個分區(qū)。1998年P(guān)otvin基于數(shù)據(jù)實例對穩(wěn)定圖法做了改進(jìn)，在圖中增加了節(jié)理方位修正系數(shù)和重力調(diào)整系數(shù)。2000年P(guān)akalnis等在RMR的基礎(chǔ)上總結(jié)出了臨界跨度圖表法。Trueman等采用對數(shù)回歸的方法，對穩(wěn)定區(qū)和嚴(yán)重破壞區(qū)進(jìn)行了重新定義。2004年Mawdeskey通過對405個實例進(jìn)行邏輯回歸分析，給出了穩(wěn)定區(qū)、破壞與嚴(yán)重破壞區(qū)的等概率圖。

但是巖體中存在著大量的結(jié)構(gòu)面和裂隙，顯著地影響巖體的力學(xué)特性、破碎程度和穩(wěn)定性，是影響礦房穩(wěn)定性的重要因素之一。巖體中的結(jié)構(gòu)面和裂隙，是造成巖體質(zhì)量各向異性的重要因素，而巖體質(zhì)量的各向異性特征，在Mathews穩(wěn)定圖法中，尚未被考慮。

巖體的外觀和質(zhì)量強(qiáng)烈的依賴于巖體的各向異性程度，巖體的穩(wěn)定性是由巖體質(zhì)量所決定的。RQD是表征巖體質(zhì)量的重要指標(biāo)，RQD具有各向異性。如采用鉆孔的方式獲得RQD，不同的巖體部位得到的結(jié)果完全不同，RQD值結(jié)果將取決于方向，當(dāng)鉆孔方向與主要節(jié)理組平行時，得到較高的RQD值，當(dāng)鉆孔方向垂直于主要節(jié)理組方向時，會得到較低的RQD值。RQD的各向異性，從鉆孔RQD到廣義RQD的計算公式的拓展也可以看出。Deer在1964年提出了鉆孔RQD的概念，由于鉆孔RQD在應(yīng)用時存在著如下兩個缺點：對于不同工程規(guī)模巖體，100mm的閾值選取是否合理；鉆孔鉆探方向具有局限性，獲得的RQD只能反映局部巖體情況，不能反映出RQD各向異性。因此，部分學(xué)者引入閾值t，提出了廣義RQD的概念，即對任一間距閾值t，把沿某一測線方向大于t的間距之和與測線總長之比的百分?jǐn)?shù)定義為廣義RQD，用RQD_t表示。廣義RQD的引入，讓RQD各向異性的求解成為了可能。

由RQD_t概念可以知道，閾值t是廣義RQD的一項特別重要的參數(shù)，是廣義RQD能否真實反映出巖體質(zhì)量的關(guān)鍵，但是閾值t具有任意性，不具有唯一性，因此尋找到能夠表征出巖體質(zhì)量的最佳閾值t，具有非常重要的科學(xué)意義和研究意義。