CN113588416B - 一种礁灰岩岩体基本质量分级方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种定量确定礁灰岩岩体基本质量分级方法，涉及岩体工程特性技术领域，即针对礁灰岩岩体孔隙率大的独有特性，通过相关性分析，用孔隙率替代礁灰岩岩体完整性指数这一参数，从而得出礁灰岩岩体基本质量指标BQ值与岩石抗压强度和孔隙率的换算公式，即用两个相对简单快捷、费用低、周期短的指标确定礁灰岩岩体基本质量分级。成功解决了大批量确定礁灰岩岩体质量分级时计算礁灰岩岩体完整性的波速测试费用高、周期较长的技术难题，具有较好的工程应用前景。
Description
技术领域
本申请涉及岩体工程特性技术领域，特别涉及一种礁灰岩岩体基 本质量分级方法。
背景技术
根据国标《工程岩体分级标准》(GB/T 50218-2014)，岩体基本 质量是岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最基本属性，对岩体进 行基本质量分级是一项非常重要的基础工作。
相关技术中，对于一般岩体，其基本质量分级主要通过岩石抗压 强度和岩体完整性指数计算岩体的基本质量指标BQ值确定。
但是，岩体完整性指数需采用专业仪器实施，测试岩体纵波波速 和岩块的纵波波速后计算得出岩体完整性指数。流程较复杂，对钻孔 成孔要求高，且测试费用高、周期较长，如孔内掉块，则探头容易卡 在孔内，严重影响后续工作。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种礁灰岩岩 体基本质量分级方法，能够解决现有技术中试验方法相对复杂、测试 费用高、周期较长的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
本发明提供了一种礁灰岩岩体基本质量分级方法，包括如下步骤：
S1:获取礁灰岩岩石抗压强度；
S2:计算礁灰岩的孔隙率；
S3:根据礁灰岩岩石抗压强度和孔隙率计算礁灰岩岩体基本质量指 标，基于礁灰岩岩体基本质量指标对礁灰岩岩体基本质量进行分级。
在上述技术方案的基础上，S1步骤中获取礁灰岩岩石抗压强度， 包括：
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，在钻孔内按一定间距 采集柱状岩芯或块状岩芯，以测试礁灰岩岩石抗压强度的值。
在上述技术方案的基础上，S2步骤中获取礁灰岩的孔隙率，具体 包括如下步骤：
具体地，计算礁灰岩的孔隙率，包括：
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，可以利用称重法确定 饱和岩样质量ms和烘干岩样质量md，利用蜡封法确定岩样体积V， 根据公式n＝(ms-md)/V，计算孔隙率n。
在上述技术方案的基础上，S3步骤中根据礁灰岩岩石抗压强度和 孔隙率计算礁灰岩岩体基本质量指标，基于礁灰岩岩体基本质量指标 对礁灰岩岩体基本质量进行分级。包括：
优选地，建立礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性方程， 将所述相关性方程代入礁灰岩岩体基本质量分级公式，获取礁灰岩岩 体基本质量指标与礁灰岩岩石抗压强度RC、孔隙率n的关系式，根据 所述关系式，以及获取的RC和n，计算礁灰岩岩体基本质量指标。
具体地，建立礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性方程， 包括：
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，采集多组对应礁灰岩 岩体完整性指数数据和孔隙率数据，根据得到的礁灰岩岩体完整性指 数数据、孔隙率数据判定礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性，建立相关性方程。
所述获取礁灰岩岩体基本质量指标与礁灰岩岩石抗压强度RC、孔 隙率n的关系式，包括：
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，根据礁灰岩岩体基本 质量分级公式和相关性方程得出礁灰岩岩体基本质量指标BQ与礁灰 岩岩石抗压强度RC、n的关系式。
划定礁灰岩岩体基本质量等级，具体包括：
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，先计算礁灰岩岩体基 本质量指标，然后基于礁灰岩岩体基本质量指标对礁灰岩岩体基本质 量进行分级。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供了一种定量确定礁灰岩岩体基本质量分级方法，由于 无论是岩石抗压强度还是孔隙率，都试验方法简单，周期短，费用低， 能大量实施。因此用孔隙率替代礁灰岩岩体完整性指数，从而替代现 场复杂的波速测试工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请操作流程图；
图2为计算礁灰岩岩体基本质量指标，对礁灰岩岩体基本质量进 行分级流程图；
图3为建立礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性方程流 程图；
图4为本申请实施例1提供的礁灰岩的孔隙率与完整性指数相关 性图。
图5为本申请实施例2提供的礁灰岩的孔隙率与完整性指数相关 性图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合本附图对本发明的实施例做进一步详细说明。
参见图1所示，本发明提供了一种礁灰岩岩体基本质量等级的方 法，具体包括如下步骤：
S1:获取礁灰岩岩石抗压强度。
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，在钻孔内按一定间距， 采集柱状岩芯或块状岩芯，以测试礁灰岩岩石抗压强度。
S2：计算礁灰岩的孔隙率。
作为一种优选地实施方式，在具体操作时，利用称重法确定饱和 岩样质量ms和烘干岩样质量md,利用蜡封法确定岩样体积V，根据 公式n＝(ms-md)/V，计算孔隙率n。
S3:根据礁灰岩岩石抗压强度和孔隙率计算礁灰岩岩体基本质量 指标，基于礁灰岩岩体基本质量指标对礁灰岩岩体基本质量进行分级。
具体地，参见图2所示，步骤S3包括：
S31:建立礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性方程；
S32:将所述相关性方程代入礁灰岩岩体基本质量分级公式，获取礁 灰岩岩体基本质量指标与礁灰岩岩石抗压强度RC、孔隙率n的关系式；
S33:根据所述关系式，以及获取的RC和n，计算礁灰岩岩体基本 质量指标。
优选地，参见图3，步骤S31中，建立礁灰岩岩体完整性指数Kv 与孔隙率n的相关性方程时，包括：
S311:采集多组对应礁灰岩岩体完整性指数数据和孔隙率数据；
S312:根据上述得到的礁灰岩岩体完整性指数数据、孔隙率数据判 定礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性，建立相关性方程。
下面通过两个具体的例子来进行说明：
在实施例1中，其采集的相关数据见表1所示：
表1礁灰岩岩体完整性指数、孔隙率测试数据
基于表1中采集的数据，计算出相关性方程：n＝-38.114Kv+51.88。 本实施例1中，礁灰岩的孔隙率与完整性指数相关性图如图4所示。
进一步地，一实施例中，根据礁灰岩岩体基本质量分级公式 BQ＝100+3RC+250Kv和相关性方程n＝-38.114Kv+51.88得出礁灰岩岩 体基本质量指标BQ与礁灰岩岩石抗压强度RC、孔隙率n的关系式为：
BQ＝100+3RC+250Kv＝435+3RC-7.35n
在实施例2中，其采集的相关数据见表2所示：
表2岩体完整性指数、孔隙率测试数据
基于表2中采集的数据，通过相关性分析，得出的相关性方程为： n＝-67.114kv+78.59。本实施例2中，礁灰岩的孔隙率与完整性指数相 关性图如图5所示。
进一步地，根据礁灰岩岩体基本质量分级公式 BQ＝100+3RC+250Kv和相关性方程n＝-67.114kv+78.59得出礁灰岩岩 体的基本质量指标BQ与RC、n的关系式为： BQ＝100+3RC+250Kv＝393+3RC-3.73n。
在得出礁灰岩岩体基本质量指标BQ与礁灰岩岩石抗压强度RC、 n的关系式后，即可根据礁灰岩岩体基本质量指标BQ与礁灰岩岩石抗 压强度RC、n的关系式计算礁灰岩岩体基本质量指标，然后基于礁灰 岩岩体基本质量指标的取值范围对礁灰岩岩体基本质量进行分级。
以实施例1为例，礁灰岩岩体基本质量指标BQ与礁灰岩岩石抗 压强度RC、n的关系式为：
BQ＝100+3RC+250Kv＝435+3RC-7.35n。
在不同的压强抗压强度下，可以根据BQ的取值范围来判定礁灰 岩岩体基本质量级别。
假设抗压强度试验值为5MPa，则BQ和n的取值判定范围如表3 所示：
表3
假设抗压强度试验值为10MPa，则BQ和n的取值判定范围如表4 所示：
表4
假设抗压强度试验值为15MPa，则BQ和n的取值判定范围如表5 所示：
表5
因为数据测量时会存在误差，所以只需依据计算出的BQ值的取 值范围来判定即可。
本申请实施例提供了一种定量确定礁灰岩岩体基本质量分级方 法，其能解决现行规范中采用礁灰岩岩体基本质量指标BQ值确定礁 灰岩岩体基本质量级别，BQ值用礁灰岩岩石抗压强度和岩体完整性指 数两个指标计算得出，而完整性指数需采用专业物探设备在钻孔内完 成，测试费用高、周期较长的问题。所采用的测试指标，其试验方法 简单、测试费用低、周期短，成功解决了大批量确定礁灰岩岩体质量分级的技术难题，具有较好的工程应用前景。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本 申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接； 可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中 间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技 术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术 语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不 一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者 顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包 括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制 的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述 要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理 解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说 将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精 神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限 制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种礁灰岩岩体基本质量分级方法，其特征在于，包括：
获取礁灰岩岩石抗压强度；
计算礁灰岩的孔隙率；
根据礁灰岩岩石抗压强度和孔隙率计算礁灰岩岩体基本质量指标，基于礁灰岩岩体基本质量指标对礁灰岩岩体基本质量进行分级；
其中，所述计算礁灰岩的孔隙率，包括：
获取饱和岩样质量ms、烘干岩样质量md和岩样体积V；
根据公式n＝(ms-md)/V，计算孔隙率n；
所述根据礁灰岩岩石抗压强度和孔隙率计算礁灰岩岩体基本质量指标，包括：
建立礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性方程；
将所述相关性方程代入礁灰岩岩体基本质量分级公式，获取礁灰岩岩体基本质量指标与礁灰岩岩石抗压强度RC、孔隙率n的关系式；
根据所述关系式，以及获取的RC和n，计算礁灰岩岩体基本质量指标；
建立礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性方程，包括：
采集多组对应礁灰岩岩体完整性指数数据和孔隙率数据；
根据得到的礁灰岩岩体完整性指数数据、孔隙率数据判定礁灰岩岩体完整性指数Kv与孔隙率n的相关性，建立相关性方程，所述相关性方程为n＝-38.114Kv+51.88或所述相关性方程为n＝-67.114Kv+78.59；
所述获取礁灰岩岩体基本质量指标与礁灰岩岩石抗压强度RC、孔隙率n的关系式，包括：
根据礁灰岩岩体基本质量分级公式和相关性方程得出礁灰岩岩体基本质量指标BQ与礁灰岩岩石抗压强度RC、n的关系式；
当所述相关性方程为n＝-38.114Kv+51.88，BQ＝100+3RC+250Kv＝435+3RC-7.35n；当所述相关性方程为n＝-67.114Kv+78.59，BQ＝100+3RC+250Kv＝393+3RC-3.73n。
2.如权利要求1所述的一种礁灰岩岩体基本质量分级方法，其特征在于，所述获取礁灰岩岩石抗压强度，包括：
在钻孔内按一定间距采集柱状岩芯或块状岩芯，以测试礁灰岩岩石抗压强度。
3.如权利要求1所述的一种礁灰岩岩体基本质量分级方法，其特征在于：
利用称重法确定饱和岩样质量ms和烘干岩样质量md。
4.如权利要求1所述的一种礁灰岩岩体基本质量分级方法，其特征在于：
利用蜡封法确定岩样体积V。
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| GR01 | Patent grant | ||
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