[发明专利]一种各向异性岩体质量分级方法及系统

摘要

本发明公开了一种各向异性岩体质量分级方法，包括如下步骤S1、以现场实测的岩体结构面网络数据、结构面摩擦强度数据，以岩石的弹性模量与泊松比的实测或经验数据为基础，计算岩体全空间方向弹性模量Em；S2、将获得的Em换算成岩体质量的RMR分级指标，得到级别值，并计算出的岩体质量分级全空间方向数据，绘制全空间赤平投影图；S3、通过下式计算出岩体质量级别的各向异性比、岩体质量弱化系数。本发明只需要进行若干组岩体弹性模量现场测试作为校核，即可将计算结果用于岩体质量分级。由此可以大幅度减少岩体现场测试工作。

主权项

一种各向异性岩体质量分级方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、以现场实测的岩体结构面网络数据、结构面摩擦强度数据，以岩石的弹性模量与泊松比的实测或经验数据为基础，通过以下公式计算岩体全空间方向弹性模量Em：Em=πEπ+16(1-v2)βΣp-1mλa‾h2n12(1-n12)]]>其中：E、v为岩石的弹性模量和泊松比，m为结构面组数，λ为某组结构面的法向密度(条/m)，a为该组结构面的平均半径(m)，n1为结构面法线方向余弦在荷载方向的值，为结构面上的剩余剪应力比值系数，τ为结构面上的剪应力(MPa)，c为结构面上的粘聚力，单位为MPa，对于结构面，值为0；φ为摩擦角(°)，为系数；S2、通过以下公式将获得的Em换算成岩体质量的RMR分级指标，得到级别值，并计算出的岩体质量分级全空间方向数据，绘制全空间赤平投影图；RMR=0.5Em+50,Em>10GPaRMR=40logEm+10,Em<10GPa;]]>S3、通过下式计算出岩体质量级别的各向异性比、岩体质量弱化系数：ζE=E‾mE×100%;]]>xE=EmminEmmax;]]>式中：岩体质量弱化系数ζE为岩体全方向弹性模量的均值与岩石弹性模量之比，用于反映岩体的弹性模量相对于岩石弹性模量的弱化比例；而各向异性比χE为岩体的最小弹性模量与最大弹性模量值之比，用于反映岩体弹性模量的极值差异性。