[发明专利]一种基于BQ、RQDt

权利要求书

1.一种基于BQ、RQD_t各向异性的Mathews稳定图法的改进方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)基于BQ指标的岩体质量计算，过程如下：

1.1：根据结构面参数计算岩体完整性系数，公式如下：

式中：Jv为岩体体积节理数，单位条/m³；

1.2：Jv计算公式如下：

式中：L1，L2，...，Ln为垂直于结构面测线长度；N1，N2，...，Nn为同组结构面数目；

1.3：根据岩石单轴抗压强度值和岩体完整性系数值，计算BQ值：

BQ＝90+3R_c+250K_v

式中：Rc是岩石单轴抗压强度；Kv为岩体完整性系数；

1.4：在应用BQ计算公式过程中，遵循以下条件：

当Rc＞90Kv+30时，以Rc＝90Kv+30和Kv代入计算BQ值；

当Kv＞0.04Rc+0.4时，以Kv＝0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值；

1.5：根据地下水、软弱结构面产状和天然应力影响对BQ进行修正，修正公式如下：

[BQ]＝BQ-100(K₁+K₂+K₃)

式中：K1为地下水影响修正系数；K2为软件结构面产状影响修正系数；K3为天然应力影响修正系数；

1.6：得到修正后的BQ岩体分级结果；

(2)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；

(3)RQD_t各向异性图绘制；

(4)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法；

(5)RQD_t各向异性求解方法；

(6)Mathews稳定图法的改进方法。

2.如权利要求1所述的一种基于BQ、RQD_t各向异性的Mathews稳定图法的改进方法，其特征在于，所述步骤(6)中，Mathews稳定图法的改进方法的过程如下：

6.1：Mathews稳定图法的设计过程，过程如下：

6.1.1：Mathews稳定图方法的设计过程是以两个因子-稳定数N和水力半径R的计算为基础，然后将这两个因子绘制在划分为预测稳定区、潜在不稳定区和崩落区的图上，稳定数N代表岩体在给定应力条件下维持稳定的能力，水力半径R反映了采空区尺寸和形状，Mathews稳定图法计算公式为：

N＝Q′ABC

式中：X、Y为矿房上下盘围岩宽度和长度；Q′为根据勘测图或钻孔岩芯记录计算出的结果；A为岩石应力系数；B为节理产状调整系数；C为重力调整系数；

6.1.2：岩石应力系数A由完整岩石单轴抗压强度与采场中线采矿产生的地应力的比值确定，公式如下：

当A＝0.1

当

当A＝1

6.1.3：节理产状调整系数B的值是通过采场面倾角与主要节理组的倾角之差来度量；

6.1.4：重力调整系数C反映了在重力的影响下采场面产状对采场矿岩稳定性的影响，其大小取决于采场顶板暴露表面的崩落、滑落以及边帮的滑落等，重力调整系数C和采场表面倾角α的关系由下式确定：

C＝8-7cosα

6.2：Mathews稳定图法的改进方法，过程如下：

6.2.1：在求解Q′值时，用RQD_t值替代钻孔岩芯记录的RQD值，并将RQD_t的各向异性特征纳入考虑范畴，根据RQD_t各向异性求解公式，得到考虑RQD_t各向异性特征的Q′值，公式如下：

式中：RQD_tθ为角度θ下的RQD_t值；RQD_tmin为阈值t下的RQD最小值；为RQD_t的均值；a，b为相关拟合系数；J_n为节理组数；J_r为节理粗糙度系数；J_a为节理蚀变系数；J_w为节理水折减系数；SRF为应力折减系数；

6.2.2：结合等概率轮廓图对Mathews稳定图进行重新绘制，稳定区-破坏边界的曲线公式如下：

logN＝1.8206logR+1.618

破坏-崩落边界的曲线公式如下：

logN＝1.8076logR-3

6.2.3：改进后Mathews稳定性图分为三个区域：稳定区、破坏或主要破坏区和崩落区，处在稳定-破坏边界线上的工程，采场57％概率稳定，43％概率破坏，0％概率崩落；处在崩落-破坏边界线上的工程，采场0％概率稳定，5％概率破坏，95％概率崩落；处在稳定区的工程是稳定的；处于破坏或主要破坏区的工程，57％～0％的概率稳定，43％～5％的概率破坏，0％～95％的概率崩落；处在崩落区的工程，将持续发生崩落。