[发明专利]地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法

说明书

本发明公开了地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法，涉及岩土工程勘察技术领域，包括：建立岩体抗压强度随钻反演模型，得到岩体抗压强度以及岩体抗压强度与钻进深度变化曲线；根据岩体抗压强度随钻进深度变化曲线的响应特征，建立岩体结构面参数随钻反演模型；基于岩体结构面参数随钻识别模型得到岩体结构面参数，并确定岩体完整性系数；根据岩体完整性系数与岩体抗压强度，建立围岩原位随钻分级模型，得到岩体基本质量指标，以对围岩进行原位随钻分级。本发明能够实现地下工程围岩结构特征原位探测与分级，提高测试精度。

技术领域

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，尤其涉及地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法。

背景技术

随着矿山巷道、交通隧道、水利隧洞等地下工程迅速发展，建设规模不断扩大，深度不断增加，地下工程岩体稳定性控制要求不断提高。岩体强度与结构面参数是反映工程岩体质量的基本参数，自然条件下岩体中存在多尺度、不规则的结构面，结构面的发育破坏了岩体的完整性，使岩体整体强度降低。工程建设过程中，岩体受开挖扰动影响，原有结构面进一步扩展贯通，导致围岩强度劣化严重，原有支护设计难以满足劣化后围岩的控制要求，易造成围岩大变形、顶板冒落和塌方等工程灾害。岩体强度与结构面参数的准确实时获取是进行地下工程围岩分级的前提，围岩分级是支护合理设计的基础，对围岩稳定性控制至关重要。

现有技术中，围岩分级的关键步骤包括岩体结构面参数与强度参数测试，围岩结构面参数获取通常通过钻孔窥视或声波测试法，难以对结构面宽度与角度等参数准确测试，围岩强度参数通常是对围岩进行取芯，将岩芯运送到实验室进行压缩试验，由于取芯和运送的过程中易造成岩芯破裂、破坏，导致测试结果误差较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法，能够实现地下工程围岩结构特征原位探测与分级，提高测试精度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的实施例提供了地下工程围岩结构特征原位探测与分级方法，包括：

建立岩体抗压强度随钻反演模型，得到岩体抗压强度以及岩体抗压强度与钻进深度变化曲线；

根据岩体抗压强度随钻进深度变化曲线的响应特征，建立岩体结构面参数随钻反演模型；

基于岩体结构面参数随钻识别模型得到岩体结构面参数，并确定岩体完整性系数；

根据岩体完整性系数与岩体抗压强度，建立围岩原位随钻分级模型，得到岩体基本质量指标，以对围岩进行原位随钻分级。

作为进一步的实现方式，建立岩体钻进过程中的随钻参数与岩体抗压强度的关系式，得到岩体抗压强度随钻反演模型：

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