CN115979870A

CN115979870A - 一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法

Info

Publication number: CN115979870A
Application number: CN202310054603.9A
Authority: CN
Inventors: 蔡鑫; 袁纪锋; 周子龙; 王少锋
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2023-02-03
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本发明公开了一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，通过对工程现场的岩体进行机械破岩试验，依据破岩效果的表征参数进行岩体可切割性分区，借助室内岩体力学试验及岩石划痕试验，建立起划痕轴向载荷与岩体力学参数之间的联系，得到评估岩体可切割性的划痕轴向载荷分区阈值，为岩体可切割性的可视化分区评估提供理论依据，有望实现原位条件下岩体力学参数的超前获取，并量化了岩体可切割性评估指标及评估流程，可用于指导岩体工程施工中提前感知岩体力学参数的变化，在机械破岩实践中实现对前方难切割区域岩体的精准辨识与定位，进而对岩体实施针对性的诱变改性措施或选取合适的破岩装备与参数，提升机械破岩效率，降低破岩成本。

Description

一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法

技术领域

本发明涉及岩体力学与工程技术领域，尤其涉及一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法。

背景技术

如何实现岩体力学参数的原位超前感知一直是岩体力学研究领域的核心课题。通过室内试验获取岩体力学参数的传统方法操作繁琐、成本高，且无法实时、原位测试实际施工环境条件下的岩体性质。因此，当前评价原位岩体的力学及工程特性多以定性评价为主，评价过程偏向经验化，施工参数优化存在滞后。

缺乏基于定量指标的岩体力学参数获取及岩体可切割性的原位评估体系也是制约非爆机械化破岩技术在硬岩中实践的关键。当前，硬岩矿体的破碎普遍采用钻爆法，相对于机械化施工，钻爆法具有衍生破坏大、非连续、效率低等劣势，由爆破产生的强扰动在深部环境下还易诱发岩爆等岩体动力灾害，造成施工安全隐患。若能实现对岩体可切割性的原位超前评估，就能在非爆机械化开挖前对难切割区域硬岩采取针对性的改性措施，提高岩体可切割性，进而实现硬岩的高效、非爆、连续化破碎。

发明内容

本发明提供一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，通过孔壁划痕触探试验建立起划痕数据与岩体力学参数的联系，实现对岩体力学参数的原位超前获取，并进一步评估岩体可切割性的变化，指导非爆机械化破岩实践过程中提前对难切割区域岩体的精准改性，促使岩体可切割性与机械破岩要求相适应，提高机械化破岩效率。

本发明提供的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，包括以下步骤：

S1、通过现场机械破岩试验，搜集不同岩性环境条件下的破岩效果表征参数，对不同施工试验现场的岩体进行岩体可切割性分区；

S2、从施工试验现场取样，通过室内岩体力学试验得到不同岩性环境下岩体的岩体力学参数，对取样的岩体开展室内岩石划痕试验，拟合不同划痕深度下划痕轴向载荷—岩体力学参数曲线，得到最佳拟合模型，确定最佳试验划痕深度；

S3、根据步骤S1中已确定的岩体可切割性分区对最佳拟合模型进行分区，确定划痕轴向载荷分区阈值；

S4、对掌子面岩体钻孔，由浅入深，在最佳试验划痕深度下开展孔壁岩体划痕触探试验，得到划痕轴向载荷随孔深变化的数据；

S5、通过钻孔孔阵的布置与划痕试验数据的搜集，利用划痕轴向载荷分区阈值构建掌子面前方岩体可切割性表征云图，以对前方岩体难切割区域进行精准改性指导，提高岩体可切割性及非爆机械化破岩效率，同时还可利用最佳拟合模型反算掌子面前方岩体的岩体力学参数及其变化情况。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述岩体可切割性分区的构建方法如下：

在不同岩性环境条件及相同破岩机械运行状态下开展系列现场机械破岩试验。以破岩效率(平均每小时破碎岩石的质量，t/h)、截割头损耗(平均每破碎1t岩石所消耗的截割头数量，个/t)为破岩效果表征指标，其中，同一施工现场的岩体确定一个点，构建截割头损耗—破岩效率散点图，在截割头损耗—破岩效率散点图中取平均破岩效率

平均截割头损耗

作为表征阈值，进行岩体可切割性分区：易采区(破岩效率大于

且截割头损耗小于

)；难采区(破岩效率小于

且截割头损耗小于

破岩效率大于

且截割头损耗大于

)；极难采区(破岩效率小于

且截割头损耗大于

)。

作为本发明的进一步改进，所述通过室内岩石划痕试验得到最佳拟合模型的方法如下：

SS1、在不同岩性环境下的破岩试验现场钻取岩芯，将岩芯加工成标准试样；

SS2、开展室内岩体力学试验，得到各取样点试样的岩体力学参数；

SS3、设定系列划痕深度，开展室内岩石划痕试验：固定划痕深度不变，得到不同试样的划痕轴向载荷，作出系列划痕深度下，划痕轴向载荷-岩体力学参数散点图；

SS4、拟合划痕轴向载荷-岩体力学参数关系曲线及方程式，对比各拟合结果的决定系数得到最佳拟合模型，该模型对应的划痕深度即为最佳试验划痕深度。

所述岩芯在对应施工现场掌子面的同一块母岩上钻取，以确保加工得到的标准试样具有几乎相同的物理力学性质。

所述岩体力学参数可以选择破岩峰值载荷、岩石单轴/三轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。

所述划痕深度的设定需小于各取样点试样中的最小峰值压痕深度，以0.05mm为递进单位，最小峰值压痕深度为最大值设定系列划痕深度梯度。

所述划痕轴向载荷-岩体力学参数散点图中的散点代表不同施工现场的岩体试样特征点，通过岩石划痕试验得到的划痕轴向载荷为划痕过程中的平均载荷。

所述划痕轴向载荷-岩体力学参数关系曲线、方程式以及决定系数可借助Origin、MATLAB等常用绘图软件进行拟合获得。

作为本发明的进一步改进，所述划痕轴向载荷分区阈值的确定方法有两种：

(1)根据岩体可切割性分区的特征，在最佳拟合模型上选择相邻两分区的相邻两试样点的岩体力学参数均值作为临界阈值，对应拟合曲线得到划痕轴向载荷分区阈值。

(2)根据岩体可切割性分区的特征，在最佳拟合模型上选择相邻两分区的相邻两试样点的划痕轴向载荷均值作为划痕轴向载荷分区阈值。

作为本发明的进一步改进，所述孔壁岩体划痕触探试验的操作步骤如下：

在施工掌子面钻孔，将孔壁划痕触探装置组装到钻孔台车的钻杆上，调整并固定划痕深度为最佳试验划痕深度，在钻孔内由浅入深开展孔壁划痕触探试验，通过轴向载荷传感器记录并传输划痕轴向载荷随孔深变化的数据至大数据分析处理平台。

作为本发明的进一步改进，所述孔壁划痕触探装置由转接头、传动杆、传动齿、锥形头、环形套、齿轮、电机、伺服电缸、截齿组成。其中，转接头可通过两端的凹槽将钻杆与传动杆连接在一起，传动杆的底部开设有沿传动杆长度方向延伸的传动齿，在传动杆的另一侧端部安装有锥形头，环形套套在传动杆上，可自由活动，环形套的底面安装有齿轮，齿轮与传动齿啮合，外侧布置的电机为齿轮的传动提供动力，齿轮的下方安装有伺服电缸，伺服电缸的伸缩丝杠端面连接截齿。

作为本发明的进一步改进，根据对掌子面前方岩体的可切割性分区表征评估，针对不同难采区域采取针对性的岩体改性措施，包括：针对难采区域，通过在难采区域中施工卸压槽来增加岩体自由面，提高难采区中岩体的可切割性；针对极难采区域，可采取先施工水力压裂钻孔，再通过压裂设备进行水力压裂，促进岩体中新裂纹的产生与原生裂隙的扩展，从而降低岩体的完整性，劣化岩体物理力学性质，达到提高岩体可切割性的目的。

本发明的有益效果：

(1)实现了岩体力学参数的原位超前获取。本发明通过孔壁触探建立起孔壁划痕现场监测数据与岩体力学参数之间的联系，实现了对前方岩体力学参数的实时、连续、精准感知，突破了传统室内试验获取岩体力学参数存在的非原位、非连续、过程复杂等局限。

(2)提供了岩体可切割性原位评估方法。本发明将划痕轴向载荷与岩体可切割性相关联，将现场破岩效果与室内划痕试验参数相结合，得到划痕轴向载荷分区阈值，实现了原位条件下对前方岩体可切割性的分区可视化表征。

(3)指导对难切割区域岩体的针对性改性，提高机械破岩效率。通过在施工掌子面布设孔阵，获取原位条件下的划痕试验数据以实现对岩体可切割性的三维可视化表征，为在现场施工过程中精准定位及划定难采区域提供定量依据，进而指导施工方针对难采区域岩体采取针对性的改性措施，降低岩体切割难度，减少切割头消耗，提高机械破岩效率。

(4)可将现场动态破岩实践与岩体可切割性评估实时联合，实现对破岩机械运行过程的优化调节及岩体可切割性的原位优化表征。基于现场破岩获得的实时数据(例如截割头破岩过程中的破岩载荷变化)，通过大数据分析处理平台反馈调节破岩机械运行姿态，保障最佳破岩效果。对于截割头破岩过程中截割载荷明显升高，机身抖动剧烈的岩体区域，将其初步视为难/极难采区，并对该区域采取原位评估的方法获取前方岩体的力学参数，并评估岩体的可切割性分布，而对于机械破岩施工中截割载荷无明显变化，机械运行平稳的区域，则不必进行原位评估，以此节省全方位评估造成的巨额成本，同时也推动机械破岩过程智能化发展。

附图说明

图1基于破岩效果表征参数进行的岩体可切割性分区示意图；

图2特定划痕深度下划痕轴向载荷—破岩峰值载荷拟合示意图；

图3现场孔壁岩体划痕触探试验示意图；

图4划痕触探装置结构示意图；

图5孔壁划痕触探试验数据随孔深变化的分区表征示意图；

图6非爆机械化破岩实践指导示意图；

附图中各标记及对应名称如下：

1、掌子面岩体；2、钻孔台车；201、推进梁；202、凿岩机；203、前端座；204、伸缩油缸；3、钻杆；4、孔壁划痕触探装置；401、转接头；402、传动杆；403、传动齿；404、锥形头；405、环形套；406、齿轮；407、电机；408、伺服电缸；409、截齿；5、悬臂式掘进机；501、截割部；502、机身本体；503、行走部；504、铲板部；505、后支承部；506第一运输机；6、大数据分析处理平台；7、水力压裂钻孔；8、卸压槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明实施例提供一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，包括以下步骤：

在不同岩性环境条件及相同破岩机械运行状态下开展系列现场机械破岩试验。如图1，以破岩效率(平均每小时破碎岩石的质量，t/h)、截割头损耗(平均每破碎1t岩石所消耗的截割头数量，个/t)为破岩效果表征指标，其中，同一施工现场的岩体确定一个点，构建截割头损耗—破岩效率散点图，在截割头损耗—破岩效率散点图中取平均破岩效率

平均截割头损耗

且截割头损耗小于

)；难采区(破岩效率小于

且截割头损耗小于

破岩效率大于

且截割头损耗大于

)；极难采区(破岩效率小于

且截割头损耗大于

)。

S2、从施工试验现场取样，通过室内岩体力学试验得到不同岩性环境下岩体的岩体力学参数。对取样的岩体开展室内岩石划痕试验，拟合不同划痕深度下划痕轴向载荷—岩体力学参数曲线，得到最佳拟合模型，确定最佳试验划痕深度；

所述岩体力学参数可以选择破岩峰值载荷、岩石单轴/三轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。上述列举的破岩峰值载荷、单轴/三轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量等均为典型的传统岩体力学参数，破岩峰值载荷的获取可通过破岩试验、单轴抗压强度的获取可通过岩石单轴压缩试验、三轴抗压强度的获取通过岩石真三轴试验、抗拉强度的获取通过巴西劈裂试验，弹性模量则可通过单轴压缩试验同步获得。

划痕轴向载荷是我们进行原位试验可以得到的数据，而破岩峰值载荷是岩石破碎过程中最关键的指标，由于都是载荷，两者的关联程度会较其他的关联高，因此本实施例中以构建划痕轴向载荷—破岩峰值载荷之间的关联为例进行说明。当然，也可以构建划痕轴向载荷与其他岩体力学参数之间的关联。

因此，步骤S2可以具体为：从施工现场取样，通过室内破岩试验得到不同岩性环境下岩体的破岩峰值载荷。对取样的岩体开展室内岩石划痕试验，拟合不同划痕深度下划痕轴向载荷—破岩峰值载荷曲线，得到最佳拟合模型，确定最佳试验划痕深度；

确定最佳拟合模型的方法为：

SS1、在不同岩性环境下的破岩试验现场(步骤S1中的现场)钻取岩芯，将岩芯加工成标准试样；

岩芯在对应施工现场掌子面的同一块母岩上钻取，以确保加工得到的标准试样具有几乎相同的物理力学性质。

SS2、开展室内破岩试验，得到不同施工试验现场的各取样点试样的破岩峰值载荷、峰值压痕深度；

破岩试验过程中，根据施工试验现场破岩机械的切割头特征选择破岩刀具(镐型截齿、斗齿、滚刀)，以现场采用悬臂式掘进机破岩为例，在实验室对应开展镐型截齿侵入破岩试验。将镐型截齿安装至破岩试验系统的Z向加载机构上，通过Z向加载机构施加截割载荷至试样上表面，模拟现场截齿侵入破岩过程，记录截齿载荷及截齿侵入深度的变化，试样破碎时对应的载荷即为破岩峰值载荷，对应的截齿侵入深度即为峰值压痕深度。

SS3、设定系列划痕深度，对不同施工试验现场的各取样点试样开展室内岩石划痕试验。采用连续划痕测试系统，该系统由动力加载模块、位移/载荷测量模块、刀具、试样夹具、数据采集分析系统组成，可实时记录刀具在固定划痕深度下进行划痕时的轴向载荷变化。固定划痕深度不变，得到不同试样的划痕轴向载荷，作出系列划痕深度下，划痕轴向载荷-破岩峰值载荷散点图；

由于划痕深度的极限只与破岩峰值压痕深度有关，达到这个深度岩石就破碎了，因此，划痕深度的设定需小于各取样点试样中的最小峰值压痕深度，以0.05mm为递进单位，最小峰值压痕深度为最大值设定系列划痕深度梯度。

同理，在其他岩体力学试验中，划痕深度的设定也是依据此条要求，需小于各取样点试样中的最小峰值压痕深度，以避免岩石破碎。

见图2，来自同一个施工试验现场的岩样确定一个点，以横坐标为划痕轴向载荷，纵坐标为破岩峰值载荷构建散点图，散点图中的散点代表不同施工现场的岩体试样特征点，通过岩石划痕试验得到的划痕轴向载荷为划痕过程中的平均载荷。

SS4、拟合划痕轴向载荷-破岩峰值载荷关系曲线及方程式，对比各拟合结果的决定系数R²得到最佳拟合模型，该模型对应的划痕深度即为最佳试验划痕深度；

划痕轴向载荷-破岩峰值载荷关系曲线、方程式以及决定系数R²可借助Origin、MATLAB等常用绘图软件进行拟合获得。决定系数越接近于1就表明拟合结果越好，取决定系数最大的模型作为最佳模型即可。

见图2，由于不同施工现场的岩体试样已在步骤S1中进行了分区，即散点图中每个点的区是已知的，因此根据岩体可切割性分区的特征，在最佳拟合模型上选择相邻两分区的相邻两试样点的破岩峰值载荷的均值a、b作为临界阈值，对应拟合曲线得到划痕轴向载荷分区阈值α、β。

当然也可以在最佳拟合模型上选择相邻两分区的相邻两试样点的划痕轴向载荷的均值作为划痕轴向载荷分区阈值α、β。

上述两种确定划痕轴向载荷分区阈值的方式理论上误差并不明显，实际确定过程中可优先选用根据岩体力学参数确定划痕轴向载荷的方法。这是因为，基于获取岩体力学参数的岩体力学试验为破坏性试验，所得岩体力学参数能更好地表征岩石的破碎特性，岩石划痕试验则为非破坏性试验，针对工程现场机械破岩特征来说，依据岩体力学参数确定划痕轴向载荷分区阈值更为合理。

S4、对掌子面岩体1钻孔，由浅入深，在最佳试验划痕深度下开展孔壁岩体划痕触探试验，得到划痕轴向载荷随孔深变化的数据；

见图3，在施工掌子面岩体1上钻孔，将孔壁划痕触探装置4组装到钻孔台车2的钻杆3上，钻孔台车包括推进梁201、凿岩机202、前端座203、伸缩油缸204、钻杆3以及台车主体等部件构成，由于钻孔台车属于现有技术，因此本实施例中对其结构和工作原理不做详细描述。见图4，孔壁划痕触探装置4由转接头401、传动杆402、传动齿403、锥形头404、环形套405、齿轮406、电机407、伺服电缸408、截齿409组成。其中，转接头401可通过两端的凹槽将钻杆3与传动杆402连接在一起，传动杆402的底部开设有沿传动杆402长度方向延伸的传动齿403，在传动杆402的另一侧端部安装有锥形头404，环形套405套在传动杆402上，可自由活动，环形套405的底面安装有齿轮406，齿轮406与传动齿403啮合，外侧布置的电机407为齿轮406的传动提供动力，齿轮406的下方安装有伺服电缸408，伺服电缸408的伸缩丝杠端面连接截齿409。孔壁划痕触探试验进行时，通过钻孔台车2的钻杆3将孔壁划痕触探装置4送入钻孔内，使锥形头404抵紧孔底岩体，保持装置的稳定，然后，控制伺服电缸408对孔壁施加截割载荷，调整并固定截齿409侵入深度至最佳试验划痕深度，随后启动电机407，由浅入深开展孔壁划痕触探试验。试验过程中，伺服电缸408通过轴向载荷传感器将记录到的划痕轴向载荷随孔深变化的数据传输至大数据分析处理平台6上。

S5、通过钻孔孔阵的布置与划痕试验数据的搜集，利用划痕轴向载荷分区阈值α、β构建掌子面前方岩体可切割性表征云图，以对前方岩体1难切割区域进行精准改性指导，提高岩体可切割性及非爆机械化破岩效率，同时还可利用最佳拟合模型反算掌子面前方岩体的岩体力学参数及其变化情况。

见图5，通过划痕轴向载荷分区阈值α、β进行岩体可切割性分区表征：易采区(划痕轴向载荷<α)；难采区(α<划痕轴向载荷<β)；极难采区(划痕轴向载荷>β)，且随着孔深变化，划痕轴向载荷会发生变化，岩体可切割性也随之发生变化，根据划痕轴向载荷值落入的区间，可快速判断出岩体的可切割性分区。另外，通过监测得到的划痕轴向载荷随孔深变化曲线还能反馈岩体裂隙的分布特征，划痕轴向载荷的断崖式突变处即为岩体裂隙的发育位置。

见图6，根据对掌子面前方岩体的可切割性分区表征评估，针对不同难采区域采取针对性的岩体改性措施。例如，针对难采区域8，通过在难采区域8中施工卸压槽来增加岩体自由面，提高难采区域8中岩体的可切割性；针对极难采区域7，可采取先施工水力压裂钻孔7，再通过压裂设备进行水力压裂，促进岩体1中新裂纹的产生与原生裂隙的扩展，从而降低岩体1的完整性，劣化岩体物理力学性质，达到提高岩体可切割性的目的。

见图2，根据搜集到的划痕试验数据，通过最佳拟合模型可以根据划痕轴向载荷反算得到破岩峰值载荷这一岩体力学参数，同样的，若构建其他岩体力学参数与划痕轴向载荷的关系，亦能通过划痕轴向载荷反推得到对应的岩体力学参数。

而为了在实际施工中更方便地运用本方法，可采取机械破岩与原位监测相互辅助的方法进行施工，即在机械破岩的过程中，通过监测机械刀具上的破岩载荷(力)，对难/极难采区域形成大致定位，再进一步针对该区域进行原位评估，节省了全方位岩体区域进行全部原位监测造成的成本消耗，也便于快速施工。

见图6，在现场机械破岩施工中，可实时监测破岩刀具上的破岩载荷变化及悬臂式掘进机5的运行情况，利用大数据分析处理平台6及时优化调节悬臂式掘进机5的运行状态，动态识别预警难切割区，进而优化孔阵布置及岩体可切割性原位评估流程，实现连续化、智能化的安全高效破岩。

悬臂式掘进机5由截割部501、机身本体502、行走部503、铲板部504、后支承部505、第一运输机506等组成，由于悬臂式掘进机属于现有技术，因此本实施例中对其结构和工作原理不做详细描述。

具体为：悬臂式掘进机5在掘进时，通过传感器监测掘进机掘进头上截齿破岩载荷的变化(数据)，动态识别所切割的岩石岩性(软岩/硬岩，坚硬程度)，同时还通过对掘进机工作状态的监测(输入功率的变化、机身抖动等)综合判断前方岩体的可切割性，进而实现难切割区域的动态识别，调整掘进机重点切割区域以及工作参数(功率、转速、扭矩等等)。例如，当截割头破岩过程中，传输回来的破岩载荷出现异常(明显偏大)，运行数据出现显著波动，则可视正在切割的区域为难/极难采区域，则通过控制终端可调整机械绕开这片区域去切割下一片岩体，而针对这片区域可采取上述评估方法去具体识别切割难易程度，采取改性措施。通过掘进机的这种动态性监测，可初步识别出大概的难采区域范围，对这些难采范围，再利用本发明提供的方法去评估岩体的可切割性，就能达到极大缩短评估工作量、节约成本等目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或者间接运用在其他相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述岩体可切割性分区的构建方法如下：

在不同岩性环境条件及相同破岩机械运行状态下开展系列现场机械破岩试验，以破岩效率(平均每小时破碎岩石的质量，t/h)、截割头损耗(平均每破碎1t岩石所消耗的截割头数量，个/t)为破岩效果表征参数，其中，同一施工现场的岩体确定一个点，构建截割头损耗—破岩效率散点图，在散点图中取平均破岩效率、平均截割头损耗作为表征阈值，进行岩体可切割性分区：易采区(破岩效率高于平均值且截割头损耗低于平均值)；难采区(破岩效率低于平均值且截割头损耗低于平均值、破岩效率高于平均值且截割头损耗高于平均值)；极难采区(破岩效率低于平均值且截割头损耗高于平均值)。

3.根据权利要求1所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述通过室内岩石划痕试验得到最佳拟合模型的方法如下：

SS2、开展室内岩体力学试验，得到不同施工试验现场各取样点试样的岩体力学参数；

SS3、设定系列划痕深度，对不同施工试验现场的各取样点试样开展室内岩石划痕试验：固定划痕深度不变，得到不同试样的划痕轴向载荷，作出系列划痕深度下，划痕轴向载荷-岩体力学参数散点图；

4.根据权利要求3所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述岩芯在对应施工现场掌子面的同一块母岩上钻取，以确保加工得到的标准试样具有几乎相同的物理力学性质。

5.根据权利要求3所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述岩体力学参数可以选择破岩峰值载荷、岩石单轴/三轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。

6.根据权利要求3所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述划痕深度的设定需小于各取样点试样中的最小峰值压痕深度，以0.05mm为递进单位，最小峰值压痕深度为最大值设定系列划痕深度梯度。

7.根据权利要求3所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述划痕轴向载荷分区阈值的确定方法有两种：

8.根据权利要求1所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述孔壁岩体划痕触探试验的操作步骤如下：

9.根据权利要求8所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，所述孔壁划痕触探装置由转接头、传动杆、传动齿、锥形头、环形套、齿轮、电机、伺服电缸、截齿组成，其中，转接头可通过两端的凹槽将钻杆与传动杆连接在一起，传动杆的底部开设有沿传动杆长度方向延伸的传动齿，在传动杆的另一侧端部安装有锥形头，环形套套在传动杆上，可自由活动，环形套的底面安装有齿轮，齿轮与传动齿啮合，外侧布置的电机为齿轮的传动提供动力，齿轮的下方安装有伺服电缸，伺服电缸的伸缩丝杠端面连接截齿。

10.根据权利要求1所述的一种岩体力学参数与工程特性原位评估方法，其特征在于，根据对掌子面前方岩体的可切割性分区表征评估，针对不同难采区域采取针对性的岩体改性措施，包括：针对难采区域，通过在难采区域中施工卸压槽来增加岩体自由面，提高难采区中岩体的可切割性；针对极难采区域，可采取先施工水力压裂钻孔，再通过压裂设备进行水力压裂，促进岩体中新裂纹的产生与原生裂隙的扩展，从而降低岩体的完整性，劣化岩体物理力学性质，达到提高岩体可切割性的目的。