[发明专利]基于激光扫描、BQ、RQDt

权利要求书

1.一种基于激光扫描、BQ、RQD_t、地应力的改进Mathews稳定图评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)结构面三维激光扫描快速获取，过程如下：

1.1：根据扫描目标和场地条件，选择扫描机位点，架设三脚架，架设中要确保仪器按照一定的扫描路线可以完整的获取边坡岩体的三维空间点云信息，同时要尽可能保证三脚架台面水平，并放置控制靶；

1.2：放置扫描仪主机在三脚架台面，固定旋钮，通过粗调脚架及微调扫描仪底座使主机气泡居中，设置扫描仪端口参数；

1.3：启动扫描控制软件，配置扫描仪相关参数，进入扫描仪控制界面，规划扫描角度，根据扫描目标设置扫描范围，调整相机配置参数，获取扫描目标图像；

1.4：固定扫描范围，获取扫描间距，设定采样间距，开始数据获取，并实时查看扫描点云数据及彩色信息情况，根据扫描成果随时调整扫描参数设定；

1.5：导出结构面点云数据；

(2)结构面聚类分析；

(3)基于BQ指标的岩体质量计算，过程如下：

3.1：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；

3.2：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；

3.3：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；

3.4：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；

3.5：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；

3.6：得到修正后的BQ岩体分级结果；

(4)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；

(5)RQD_t各向异性图绘制；

(6)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法；

(7)RQD_t各向异性求解方法；

(8)地应力测量方法，过程如下：

8.1：地应力的测量采用直接测量法中的声发射法来进行测量；

8.2：在垂直方向上，每隔一定深度距离，选取取样点；

8.3：从取样点处的现场原岩中钻孔提取岩芯试样，将试样加工成标准圆柱试件，取芯过程如下；

8.3.1：在待取芯处的原岩中沿6个不同方向制备试件；

8.3.2：6个不同方向按如下划分，若该点的局部坐标系为oxyz，则其中3个方向设定为坐标轴方向，另3个方向选定为oxy、oyz、ozx平面内的轴角平分线方向；

8.3.3：每个方向的试件取样数量为20块；

8.4：开展室内声发射测试试验，过程如下：

8.4.1：采用声发射测试系统进行实验；

8.4.2：试验加载方式采用位移控制加载，加载速率为0.01mm/min，声发射系统设置门槛值为45dB，微机控制下自动采集和储存的数据；

8.4.3：根据试验数据，绘制每一个试验试件的时间-应力-声发射计数关系曲线；

8.4.4：确定每一个试件的凯泽效应特征点以及其对应的垂直主应力，计算出水平最大主应力，最小主应力和最大主应力方向；

8.5：地应力与埋深关系拟合方法，过程如下：

8.5.1：以深度为横坐标，以应力值为纵坐标，绘制出垂直主应力、最大主应力和最小主应力与埋深h的散点图图；

8.5.2：根据散点图规律，选择合适的拟合方程，拟合出垂直主应力、最大主应力和最小主应力与埋深h的关系曲线；

8.5.3：根据拟合关系曲线，得到任意埋深位置的垂直主应力、最大主应力和最小主应力的值；

(9)Mathews稳定图法的改进方法；

(10)改进Mathews稳定图评价方法。