[发明专利]一种受不同采动影响坚硬岩体Hoek‑Brown参数m、s的求取方法

权利要求书

1.一种受不同采动影响坚硬岩体Hoek-Brown参数m、s的求取方法，其特征在于，包括如下步骤：

s₁采前取芯

根据现场实际，并结合岩层柱状图确定取芯的地点及岩性；制定取芯方案；将取出的岩芯进行密封处理；

s₂采后取芯

在本煤层开采之后，下煤层开采之前对开采煤层上覆岩层再次取芯，并将取出的岩芯进行密封处理；

待下煤层开采之后，对开采过的上煤层顶板再次取芯，并将取出的岩芯进行密封处理；

s₃标准试件加工

对步骤s₁和步骤s₂取回的岩芯通过钻取、切割、打磨三道工序，加工为标准试件；

s₄将标准试件分类

根据受采动影响次数将加工完成的标准试件分为3类：第Ⅰ类为未受采动影响的无损岩石试件；第Ⅱ类为受一次采动影响的岩石试件；第Ⅲ类为受二次采动影响的岩石试件；

其中，上述每一类岩石试件保证与层位岩性一一对应；

s₅单轴、三轴试验

将第Ⅰ类岩石试件通过单轴压缩试验获取其单轴抗压强度；

对第Ⅱ类试件进行三轴试验，每组试样分别施加5～40MPa的围压，然后施加轴压，直至试样破坏，记录整个加载过程的中荷载位移曲线；

对第Ⅲ类试件进行与第Ⅱ类试件相同过程的三轴试验；

s₆求取Hoek-Brown参数的m、s值

根据Hoek-Brown准则计算每组条件下的m值和s值，计算过程如下：

将${\mathrm{\σ}}_1={\mathrm{\σ}}_3+\sqrt{{\mathrm{m\σ}}_3{\mathrm{\σ}}_{ci}+{\mathrm{s\σ}}_{ci}^2}$变形为：${({\mathrm{\σ}}_1-{\mathrm{\σ}}_3)}^2={\mathrm{m\σ}}_3{\mathrm{\σ}}_{ci}+{{\mathrm{s\σ}}_{ci}}^2;$

式中，σ₁、σ₃分别为岩体破坏时的最大主应力、最小主应力，σ_ci为完整岩块的单轴抗压强度，m、s为与岩体特性有关的材料常数：m反映了岩块的坚硬程度，其取值为1×10^-7～25；而s反映岩体的破碎程度，其取值范围为0～1；

对于第Ⅰ类试件，令s＝1，利用3～5组试验数据，取其平均值便可得出完整岩体的m值；

对于第Ⅱ类试件及第Ⅲ类试件利用至少4组实验数据进行数据拟合，获得m、s值。

2.根据权利要求1所述的一种受不同采动影响坚硬岩体Hoek-Brown参数m、s的求取方法，其特征在于，所述步骤s₁中，

取芯方案包括确定岩芯的直径、宽度，打钻取芯的角度、孔深。