CN109839493B - 地下工程岩体质量评价方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
公开了一种地下工程岩体质量评价方法、装置、存储介质及电子设备,属于岩体质量评价技术领域。该方法包括:获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据,判据数据包括岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;岩体的完整性系数,标记为B;岩体结构面的形状数据,标记为C;岩体所在的地下水状态数据,标记为D;岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;岩体所在地的低温条件影响系数,标记为F;岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G;计算修正后的HC';根据修正后的HC',得到地下工程岩体分级结果。该装置、存储介质及电子设备均能够实现该方法。其能够在考虑地应力及地温的情况下,对地下工程岩体质量进行质量评价。
Description
技术领域
本发明涉及岩体质量评价技术领域,特别是涉及一种地下工程岩体质量评价方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
岩体或工程岩体的分级一直被认为是岩石力学及其工程应用研究的最基本内容,是隧洞或者隧道工程设计的基础。现有的岩体分级标准可应用于地下工程岩体稳定性与支护参数设计,而我国地下工程建设所面临的地质条件日趋复杂,会碰到如高地应力、高地温、高岩溶水压等特殊地质环境。
总之,目前针对高地应力高地温环境下具体工程的围岩分类方法体系缺乏系统的思路和应用,尤其是针对高地温条件下岩体质量分级方法没有具体的文献和专利技术。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种地下工程岩体质量评价方法、装置、存储介质及电子设备,其能够在考虑地应力及地温的情况下,对地下工程岩体质量进行质量评价,从而更加适于实用。
本发明提供的地下工程岩体质量评价方法的技术方案如下:
本发明提供的地下工程岩体质量评价方法包括以下步骤:
获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据,所述判据数据包括岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;岩体的完整性系数,标记为B;岩体结构面的性状数据,标记为C;岩体所在的地下水状态数据,标记为D;岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;岩体所在地的地温条件影响系数,标记为F;岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G;
根据公式(1)计算修正后的HC':
HC′=HC-F-G (1)
其中,在公式(1)中,
HC=A+B+C+D+E;
根据所述修正后的HC',得到所述地下工程岩体分级结果。
本发明提供的地下工程岩体质量评价方法还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选,所述获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据具体包括以下步骤:
针对所述目标地下工程岩体质量评价区进行钻孔并取出岩芯,其中,所述钻孔的终孔深度至少达到工程设计埋深;
针对所述钻孔、岩芯及所述钻孔周围的围岩进行测试,得到所述目标地下工程岩体质量评价区的判据数据。
作为优选,所述目标地下工程岩体质量评价区的判据数据的确定方法具体包括:
所述岩石饱和单轴抗压强度值的确定方法为根据室内完整岩芯的岩石力学实验确定;
所述岩体的完整性系数的确定方法为所述岩芯与目标地下工程岩体评价区现场岩体纵波波速之比的平方值;
所述岩体结构面的性状数据、岩体所在的地下水状态数据和岩体结构面与洞轴向关系数据采用钻孔电视确定;
所述岩体所在地的地温条件影响系数的修正表如下:
岩爆强度影响或强度应力比数据的修正表如下:
岩爆分级 | 无岩爆 | Ⅰ级岩爆区 | Ⅱ级岩爆区 | Ⅲ级岩爆区 | Ⅳ级岩爆区 |
R<sub>b</sub>/σ<sub>m</sub> | >7 | 4~7 | 2~4 | 1~2 | <1 |
G评分 | 0 | 10~15 | 15~25 | 25~30 | >30 |
其中,Rb为饱和单轴抗压强度,单位为MPa;σm为围岩最大主应力,单位为MPa。
本发明提供的地下工程岩体质量评价装置的技术方案如下:
本发明提供的地下工程岩体质量评价装置包括:
判据数据获取单元,用于获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据;其进一步包括:第一判据数据获取模块,用于获取岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;第二判据数据获取模块,用于获取岩体的完整性系数,标记为B;第三判据数据获取模块,用于获取岩体结构面的性状数据,标记为C;第四判据数据获取模块,用于获取岩体所在的地下水状态数据,标记为D;第五判据数据获取模块,用于获取岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;第六判据数据获取模块,用于获取岩体所在地的地温条件影响系数,标记为F;第七判据数据获取模块,用于获取岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G;
运算单元,用于根据公式(1)计算修正后的HC':
HC′=HC-F-G (1)
其中,在公式(1)中,
HC=A+B+C+D+E;
分级单元,用于根据所述修正后的HC',得到所述地下工程岩体分级结果。
本发明提供的存储介质的技术方案如下:
本发明提供的存储介质上存储有地下工程岩体质量评价程序,所述地下工程岩体质量评价程序被处理器执行时实现本发明提供的地下工程岩体质量评价方法的步骤。
本发明提供的电子设备的技术方案如下:
本发明提供的电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地下工程岩体质量评价程序,其中,所述地下工程岩体质量评价程序被所述处理器执行时实现本发明提供的地下工程岩体质量评价方法的步骤。
本发明提供的地下工程岩体质量评价方法、装置、存储介质及电子设备解决了长期以来在对高地应力高地温等复杂地质条件下地下工程岩体质量评价方法方面束手无策的难题,改变了没有成熟的相关规范和标准等依据的现状。尤其是在针对我国南疆地区地质条件的复杂性,包括高地震烈度、强地应力、高地热等,具有全球最强烈的现代地壳活动和高地应力场,气候和环境极为复杂,该发明有助于解决了该地区水电站隧洞及洞室群的施工面临新的技术难题。该方法、装置、存储介质及电子设备采用减分法和修正系数法等形式研究确定高地应力、高地热对围岩类别影响因子及阀值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩基本分级的修正方法,在此基础上得出适用于复杂地质条件下隧洞围岩质量评价方法,对于提高复杂地质条件下的隧洞围岩质量分级的精度和评价水平具有十分重要的意义。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的地下工程岩体质量评价设备结构示意图;
图2为本发明实施例涉及的地下工程岩体质量评价方法的步骤流程图;
图3为本发明实施例涉及的地下工程岩体质量评价装置中各功能单元之间的信号流向关系示意图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题,提供一种地下工程岩体质量评价方法,其能够在考虑地应力及地温的情况下,对地下工程岩体质量进行质量评价,从而更加适于实用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的地下工程岩体质量评价方法、装置、存储介质及电子设备,其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,具体的理解为:可以同时包含有A与B,可以单独存在A,也可以单独存在B,能够具备上述三种任一种情况。
高地温问题近年开始受到关注,传统的围岩分类方法并未考虑高地应力与高地热影响;围岩参数主要通过室内外试验获得,复杂地质条件下地下工程围岩参数综合取值方法还不够完善。因此,开展复杂地质条件下岩体力学特征及其分级标准研究是水电工程建设过程中的重大基础性需求。另外,随着我国水利水电主战场转移到地质条件更为复杂的新疆和西藏等地区,尤其是我国南疆地区地质条件的复杂性,包括高地震烈度、强地应力、高地热等,具有全球最强烈的现代地壳活动和高地应力场,气候和环境极为复杂,水电站隧洞及洞室群的施工面临新的技术难题。水电站的建设首当其冲的要面对地处滇-藏-新高温地热带,高地温问题近年开始受到关注,而传统的围岩分类方法并未考虑高地热影响。对于我国新疆西藏复杂地质环境下的水利水电地下工程围岩分级,以上标准和规程的应用存在一定的弊端,对于高地应力高地温等环境下的岩体分级超出了现有的分级方法或标准和规范。
参照图1,图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的地下工程岩体质量评价设备结构示意图。
如图1所示,该地下工程岩体质量评价设备可以包括:处理器1001,例如中央处理器(Central Processing Unit,CPU),通信总线1002、用户接口1003,网络接口1004,存储器1005。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity,WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)存储器,也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构并不构成对地下工程岩体质量评价设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
如图1所示,作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及地下工程岩体质量评价程序。
在图1所示的地下工程岩体质量评价设备中,网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信;用户接口1003主要用于与用户进行数据交互;本发明地下工程岩体质量评价设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在地下工程岩体质量评价设备中,所述地下工程岩体质量评价设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的地下工程岩体质量评价程序,并执行本发明实施例提供的地下工程岩体质量评价方法。
实施例一
参见附图2,本发明实施例一提供的地下工程岩体质量评价方法包括以下步骤:
步骤S1:获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据,判据数据包括岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;岩体的完整性系数,标记为B;岩体结构面的性状数据,标记为C;岩体所在的地下水状态数据,标记为D;岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;岩体所在地的地温条件影响系数,标记为F;岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G。
步骤S2:根据公式(1)计算修正后的HC':
HC′=HC-F-G (1)
其中,在公式(1)中,
HC=A+B+C+D+E;
步骤S3:根据修正后的HC',得到地下工程岩体分级结果。
本发明实施例一提供的地下工程岩体质量评价方法解决了长期以来在对高地应力高地温等复杂地质条件下地下工程岩体质量评价方法方面束手无策的难题,改变了没有成熟的相关规范和标准等依据的现状。尤其是在针对我国南疆地区地质条件的复杂性,包括高地震烈度、强地应力、高地热等,具有全球最强烈的现代地壳活动和高地应力场,气候和环境极为复杂,该发明有助于解决了该地区水电站隧洞及洞室群的施工面临新的技术难题。该方法、装置、存储介质及电子设备采用减分法和修正系数法等形式研究确定高地应力、高地热对围岩类别影响因子及阀值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩基本分级的修正方法,在此基础上得出适用于复杂地质条件下隧洞围岩质量评价方法,对于提高复杂地质条件下的隧洞围岩质量分级的精度和评价水平具有十分重要的意义。
其中,获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据具体包括以下步骤:
针对目标地下工程岩体质量评价区进行钻孔并取出岩芯,其中,钻孔的终孔深度至少达到工程设计埋深;
针对钻孔、岩芯及钻孔周围的围岩进行测试,得到目标地下工程岩体质量评价区的判据数据。
其中,目标地下工程岩体质量评价区的判据数据的确定方法具体包括:
岩石饱和单轴抗压强度值的确定方法为根据室内完整岩芯的岩石力学实验确定;
岩体的完整性系数的确定方法为岩芯与目标地下工程岩体评价区现场岩体纵波波速之比的平方值;
岩体结构面的性状数据、岩体所在的地下水状态数据和岩体结构面与洞轴向关系数据采用钻孔电视确定;
岩体所在地的地温条件影响系数的修正表如下:
岩爆强度影响或强度应力比数据的修正表如下:
岩爆分级 | 无岩爆 | Ⅰ级岩爆区 | Ⅱ级岩爆区 | Ⅲ级岩爆区 | Ⅳ级岩爆区 |
R<sub>b</sub>/σ<sub>m</sub> | >7 | 4~7 | 2~4 | 1~2 | <1 |
G评分 | 0 | 10~15 | 15~25 | 25~30 | >30 |
其中,Rb为饱和单轴抗压强度,单位为MPa;σm为围岩最大主应力,单位为MPa。
实施例二
参见附图3,本发明实施例二提供的地下工程岩体质量评价装置包括:
判据数据获取单元,用于获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据;其包括:第一判据数据获取模块,用于获取岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;第二判据数据获取模块,用于获取岩体的完整性系数,标记为B;第三判据数据获取模块,用于获取岩体结构面的性状数据,标记为C;第四判据数据获取模块,用于获取岩体所在的地下水状态数据,标记为D;第五判据数据获取模块,用于获取岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;第六判据数据获取模块,用于获取岩体所在地的地温条件影响系数,标记为F;第七判据数据获取模块,用于获取岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G;
运算单元,用于根据公式(1)计算修正后的HC':
HC′=HC-F-G (1)
其中,在公式(1)中,
HC=A+B+C+D+E;
分级单元,用于根据所述修正后的HC',得到所述地下工程岩体分级结果。
本发明实施例二提供的地下工程岩体质量评价装置解决了长期以来在对高地应力高地温等复杂地质条件下地下工程岩体质量评价方法方面束手无策的难题,改变了没有成熟的相关规范和标准等依据的现状。尤其是在针对我国南疆地区地质条件的复杂性,包括高地震烈度、强地应力、高地热等,具有全球最强烈的现代地壳活动和高地应力场,气候和环境极为复杂,该发明有助于解决了该地区水电站隧洞及洞室群的施工面临新的技术难题。该方法、装置、存储介质及电子设备采用减分法和修正系数法等形式研究确定高地应力、高地热对围岩类别影响因子及阀值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩基本分级的修正方法,在此基础上得出适用于复杂地质条件下隧洞围岩质量评价方法,对于提高复杂地质条件下的隧洞围岩质量分级的精度和评价水平具有十分重要的意义。
实施例三
本发明实施例三提供的存储介质上存储有地下工程岩体质量评价程序,所述地下工程岩体质量评价程序被处理器执行时实现本发明提供的地下工程岩体质量评价方法的步骤。
本发明实施例三提供的存储介质解决了长期以来在对高地应力高地温等复杂地质条件下地下工程岩体质量评价方法方面束手无策的难题,改变了没有成熟的相关规范和标准等依据的现状。尤其是在针对我国南疆地区地质条件的复杂性,包括高地震烈度、强地应力、高地热等,具有全球最强烈的现代地壳活动和高地应力场,气候和环境极为复杂,该发明有助于解决了该地区水电站隧洞及洞室群的施工面临新的技术难题。该方法、装置、存储介质及电子设备采用减分法和修正系数法等形式研究确定高地应力、高地热对围岩类别影响因子及阀值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩基本分级的修正方法,在此基础上得出适用于复杂地质条件下隧洞围岩质量评价方法,对于提高复杂地质条件下的隧洞围岩质量分级的精度和评价水平具有十分重要的意义。
实施例四
本发明实施例四提供的电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地下工程岩体质量评价程序,其中,所述地下工程岩体质量评价程序被所述处理器执行时实现本发明提供的地下工程岩体质量评价方法的步骤。
本发明实施例四提供的电子设备解决了长期以来在对高地应力高地温等复杂地质条件下地下工程岩体质量评价方法方面束手无策的难题,改变了没有成熟的相关规范和标准等依据的现状。尤其是在针对我国南疆地区地质条件的复杂性,包括高地震烈度、强地应力、高地热等,具有全球最强烈的现代地壳活动和高地应力场,气候和环境极为复杂,该发明有助于解决了该地区水电站隧洞及洞室群的施工面临新的技术难题。该方法、装置、存储介质及电子设备采用减分法和修正系数法等形式研究确定高地应力、高地热对围岩类别影响因子及阀值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩基本分级的修正方法,在此基础上得出适用于复杂地质条件下隧洞围岩质量评价方法,对于提高复杂地质条件下的隧洞围岩质量分级的精度和评价水平具有十分重要的意义。
实施例五
高地温条件下的围岩质量分级案例(木扎提三级水电站),具体步骤如下
1)根据木扎提河三级水电站引水隧洞施工进尺中的地温监测数据,最高温的洞段掌子面达到65℃,位于S0+540~S1+500段,并且在代表性高温段洞段已发现热气泉影响带。对桩号S0+470~S0+825洞段开展现场测试研究工作,并开展施工地质描绘,对主要结构面进行编录。
2)分级系统基本评价指标岩块饱和单轴抗压强度(A项),根据现场声波孔钻孔取芯得到的标准试件进行室内真空抽气法进行强制饱和进行单轴压缩强度试验得到;岩体完整程度指标(B项)采用岩块与现场岩体纵波波速之比的平方值,其中,岩体的纵波波速采用单孔一发双收法获取,岩块的纵波波速采用步骤1)中岩石单轴强度试验所用的岩心试件。
3)结构面状态(C项)通过地下洞室结构面的张开度、充填物、起伏粗糙和延伸长度等情况来表征。张开度是根据结构面张开宽度特征划分为闭合(<0.5mm)、微张(0.5~5.0mm)、张开(>5mm)三种。充填物简化为无充填、岩屑和泥质三种情况。延伸长度反映结构面的贯穿性,依据国内目前洞室的跨度情况简化为三级,即:短(<3m)、中等(3~10m)、长(>10m)。根据国标BQ的地应力处理办法HC对三项基本因素对应的赋分表进行赋分,均为正值。
3)修正因素为地下水(D项)和主要结构面产状(E项)两项因素,均为负值。地下水为干、渗水或滴水、线流和涌水四种情况,Ⅲ、Ⅳ类围岩水量很大、水压很高时,对围岩稳定影响较大,故评分较低,对围岩稳定性影响最大时为负20分,即围岩级别降一级。主要结构面产状与地下工程轴线夹角组合不同,对围岩稳定性影响显著不同。例如,高倾角的主要结构面,当其走向与洞室轴线近平行时,则对围岩稳定很不利;反之,其走向与之近于正交时,则几乎不影响围岩的稳定。把结构面走向和轴线夹角分为90°~60°、60°~30°、<30°等三档,并根据HC对应的赋分表进行打分。
4)根据步骤1)所监测和采集的地温实测数据并按照本发明所述的方法进行分档打分(F项);
5)根据步骤1)所述的地应力实测数据或按照相关规范估算的地应力及岩块的饱和单轴抗压强度值进行地应力分档并打分(G项);
6)按照本发明的方法进行A~G项各因素评分求和,并进行综合评价。按照步骤1)~6)所得到案例中的分级结果和分析结论。
为了方便工程应用,尽量简化分级定级方法,在此可以忽略分级因素之间的相互影响,采用前一节中的高地温对围岩分级的影响修正方法,建立同时考虑高地温高地应力影响的HC分级方法。计算出齐热哈塔尔水电站引水隧洞高地应力高地温洞段的围岩分级结果,当同时考虑了高地应力和高地温影响的围岩最终定级要比仅考虑高地温影响的结果要小半级左右,即从Ⅲa降至Ⅲb类围岩,甚至部分围岩级别从Ⅲa降至Ⅳ级。由此可以看出,在复杂地质条件下的围岩分级需要考虑主要因素对围岩级别的影响,从而实现对相应真实分级结果的围岩支护设计。
实施例六
高地温、高地应力复杂地质条件下的围岩质量分级案例(齐热哈塔尔水电站),具体步骤如下:
1)按照实施案例五中所述的步骤1)~4)得到分级影响因素项A~F项,
高地温段隧洞开挖,围岩所处的温度环境要发生变化过程。一般地会经过毛洞空置期、衬砌施工期、第一次过水期、过水运营期等几个过程。在毛洞开挖空置期,自初次测量开始,围岩温度较高,2#试验洞1#测点的围岩温度在离洞壁2.5~3.0m处一般受隧洞通风等影响较小,可认为内部恒温;对于木扎提水电站测到最高地温66℃,对于齐热哈特尔水电站监测围岩温度92℃。自围岩深部开始,靠近洞壁,温度分别依次递减至46℃和45℃。而由于木扎提水电站和齐热哈特尔水电站引水隧洞围岩受外部环境的影响较大,靠近洞壁距离0.5~1.0m之间的温度梯度差分别为14℃和44℃;而围岩洞壁与围岩最深部温度相差分别为20℃和47℃。由于受主洞通风管的通风散热作用,使得试验洞口处岩体的温度明显小于其掌子面附近岩体的温度。
对于Ⅲb~Ⅳ类围岩,存在30~50cm左右厚的衬砌混凝土施工,因此存在隔热保温层及砼衬砌等施工,因此围岩温度场的变化比较复杂。如施作隔热材料和衬砌,围岩温度回升,然后又要进一步通风,围岩温度有所波动;在一次和二次过水过程中,水带走砼和围岩热量导致其温度场要发生一系列变化,该过程比较复杂,其温度场的演化规律和衬砌的热力耦合分析不在本专题之列,此处不再赘述。
综上所述,对于研究高地温(地温梯度)的界定和分级标准,可根据资料收集及新疆几个典型水电站工程案例分析(如木扎提、齐热哈特尔和布伦口-公格尔引水隧洞)等类比方法划分地温等级。
从上面的修正项可以看出:
(1)针对常用围岩分类方法BQ方法只考虑了中低地应力(Rb/σm介于4-7),而对高地应力(Rb/σm小于4)和极高地应力(Rb/σm小于2)的区分不够精细;而基于采用围岩分类方法HC方法中围岩强度应力比S为限定判据,将完整性程度Kv引入地应力状况评价,将会出现由间接声波测试结果会关联地影响到地应力状况的准确评价,其概念合理性及实际操作均存在一定问题。
(2)摒弃HC分类法采用限制降级处理地应力影响因素的思路,摒弃限制降级处理地应力因素思路,采用评分折减处理办法,借鉴国标BQ的地应力处理办法,据HC基础评分值不同,给出对应的地应力或岩爆影响系数评分表(G项),并增加围岩高地温影响因素项(F项),从而形成新的水电工程围岩工程地质分类法(HC法)评价系统。
(3)通过比较不同齐热水电站引隧洞高地应力高温段HC分类结果,可以看出采用不考虑高应力修正的HC法分级结果,高地应力高地温段围岩基本以Ⅱ类围岩为主,通过本文提出的高地应力修正方法(暂不考虑高地温影响)的HC分级结果,基本以Ⅲa为主,而同时考虑高地应力和高地温修正影响的HC分级结果基本以Ⅲb为主,基本上是半级为级差逐步递减,提现了各个因素对岩体质量的劣化影响。
(4)经过高地应力和高地温修正后的齐热水电站引隧洞高地应力高温段HC分类结果均以Ⅲb类围岩为主,与实际隧洞围岩支护设计和参数取值也较吻合;虽然各类别围岩所占比例略有差异,但差别不大。总的来说,高地应力、高地温修正后的HC分类均较好地描述该复杂地质条件下的围岩类别。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种地下工程岩体质量评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据,所述判据数据包括岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;岩体的完整性系数,标记为B;岩体结构面的性状数据,标记为C;岩体所在的地下水状态数据,标记为D;岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;岩体所在地的地温条件影响系数,标记为F;岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G;
根据公式(1)计算修正后的HC':
HC′=HC-F-G (1)
其中,在公式(1)中,
HC=A+B+C+D+E;
其中,
所述岩体所在地的地温条件影响系数的修正表如下:
所述岩爆强度影响或强度应力比数据的修正表如下:
其中,Rb为饱和单轴抗压强度,单位为MPa;σm为围岩最大主应力,单位为MPa;
根据所述修正后的HC',得到所述地下工程岩体分级结果。
2.根据权利要求1所述的地下工程岩体质量评价方法,其特征在于,所述获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据具体包括以下步骤:
针对所述目标地下工程岩体质量评价区进行钻孔并取出岩芯,其中,所述钻孔的终孔深度至少达到工程设计埋深;
针对所述钻孔、岩芯及所述钻孔周围的围岩进行测试,得到所述目标地下工程岩体质量评价区的判据数据。
3.根据权利要求2所述的地下工程岩体质量评价方法,其特征在于,所述目标地下工程岩体质量评价区的判据数据的确定方法具体包括:
所述岩石饱和单轴抗压强度值的确定方法为根据室内完整岩芯的岩石力学实验确定;
所述岩体的完整性系数的确定方法为所述岩芯与目标地下工程岩体评价区现场岩体纵波波速之比的平方值;
所述岩体结构面的性状数据、岩体所在的地下水状态数据和岩体结构面与洞轴向关系数据采用钻孔电视确定。
4.一种地下工程岩体质量评价装置,其特征在于,包括:
判据数据获取单元,用于获取目标地下工程岩体质量评价区的判据数据;其包括:第一判据数据获取模块,用于获取岩石饱和单轴抗压强度值,标记为A;第二判据数据获取模块,用于获取岩体的完整性系数,标记为B;第三判据数据获取模块,用于获取岩体结构面的性状数据,标记为C;第四判据数据获取模块,用于获取岩体所在的地下水状态数据,标记为D;第五判据数据获取模块,用于获取岩体结构面与洞轴向关系数据,标记为E;第六判据数据获取模块,用于获取岩体所在地的地温条件影响系数,标记为F;第七判据数据获取模块,用于获取岩爆强度影响或强度应力比数据,标记为G;
运算单元,用于根据公式(1)计算修正后的HC':
HC′=HC-F-G (1)
其中,在公式(1)中,
HC=A+B+C+D+E;
其中,
所述岩体所在地的地温条件影响系数的修正表如下:
所述岩爆强度影响或强度应力比数据的修正表如下:
其中,Rb为饱和单轴抗压强度,单位为MPa;σm为围岩最大主应力,单位为MPa;
分级单元,用于根据所述修正后的HC',得到所述地下工程岩体分级结果。
5.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有地下工程岩体质量评价程序,所述地下工程岩体质量评价程序被处理器执行时实现权利要求1~3中任一所述的地下工程岩体质量评价方法的步骤。
6.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地下工程岩体质量评价程序,其中,所述地下工程岩体质量评价程序被所述处理器执行时实现权利要求1~3中任一所述的地下工程岩体质量评价方法的步骤。
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