[发明专利]工程围岩完整性系数Kv的地应力修正取值方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程勘探技术领域，具体地说是一种工程围岩完整性系数Kv的地应力修正取值方法。 

背景技术

围岩完整性系数Kv是定量描述岩体完整程度的参数，对于评价岩体的完整程度具有重要意义。围岩完整性系数Kv测试方法主要采用声波法测试，为岩体与岩石的纵波速度平方之比。但是在经过大量工程勘察实测的岩体完整系数Kv值与实际钻探及开挖结果相差较大，经过分析研究发现主要是地应力作用结果，在高地应力下工程围岩中结构面(断裂、节理、裂隙等)不同程度的压密闭合，应力越高实测的围岩完整性指数(Kv)出现的失真和偏差越大，这严重影响了围岩完整程度定量评价的精度。这证明了岩体实测完整系数Kv需要随着应力变化进行修正。 

发明内容

本发明的目的是研究一种解决采用声波法测试围岩完整性系数Kv偏差与失真很大的工程围岩完整性系数Kv的地应力修正取值方法。 

本发明工程围岩完整性系数Kv的地应力修正取值方法，包括：(一)、在工程勘察钻孔中不同的应力条件下，采用声波法测试出围岩完整性系数KV值，其KV值的测试应符合国标《工程岩体分级标准》(GB50218-94)附录A的规定，岩体完整性指数(Kv)应针对不同的工程地质岩组或岩性段选择有代表性的点段测定岩体弹性纵波速度并应在同一岩体取样测定岩石弹性纵波速度，K_V应按下式 

Kv＝(V_pm/V_pr)²

式中V_pm——岩体弹性纵波速度(km/s)； 

V_pr——岩石弹性纵波速度(km/s)。 

(二)、在不同的应力条件下，通过钻探岩芯复原后进行分段岩芯RQD及节理裂隙的统计，确定围岩的完整程度系数K，其K值按下式计算 

K＝RQD/100-J₁/RQD 

式中，RQD——岩石质量指标； 

J₁——沿岩心轴线长度每米节理条数。 

其中RQD应针对不同的岩段分段进行统计，统计中扣除因施工因素引起的岩石破坏的影响；另外J₁统计时也应扣除人为因素造成的新的破坏影响。 

(三)、在对不同应力条件下，实测围岩完整系数K_V，钻探岩芯复原后统计确定围岩的完整程度系数K列表对比，并作出实测岩体完整性系数及完整程度系数K随应力变化的趋势线； 

在地应力12.8～15.2Mpa条件下，实测围岩完整性系数Kv与钻探岩芯复原后节理裂隙密度的统计结果确定的围岩的完整程度系数K的距离为-0.2118。 

从上表中可以得出在地应力15.2～18.4Mpa条件下，实测围岩完整性系数Kv与围岩的完整程度系数K的距离为-0.1414。 

从上表中可以得出在地应力18.4～20.9Mpa条件下，实测围岩完整性系数Kv与围岩的完整程度系数K的距离为-0.0612。 

从上表中可以得出在地应力23.3～25.8Mpa条件下，实测围岩完整性系数Kv与围岩的完整程度系数K的距离为-0.0518。 

从上表中可以得出在地应力23.3～25.8Mpa条件下，实测围岩完整性系数Kv与围岩的完整程度系数K的距离为0.0249。 

(四)、对步骤3的图表及趋势线进行分析，从而建立Kv修正值公式：从上面分析中得到如下地应力与实测围岩完整系数Kv变化的关系 

对上述关系进行曲线拟合： 

1、普通三次拟合 

f(x)＝p1*x^3+p2*x^2+p3*x+p4 

系数(95％置信度)： 

p1＝9.319e-009(-1.325e-008，3.189e-008) 

p2＝-2.402e-005(-8.104e-005，3.301e-005) 

p3＝0.0202(-0.02682，0.06722) 

p4＝-5.491(-18.15，7.163) 

拟合度： 

残差平方SSE：0.0001755 

决定系数R-square：0.9715 

2、指数函数拟合 

f(x)＝a*exp(b*x)