[发明专利]一种岩体质量评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿业工程，特别是涉及确定一定范围内露天矿四个特征位置岩样质量，从而确定整个边坡岩体质量。

背景技术

露天矿开采是煤矿生产的重要方式之一，亚洲最大的海州露天矿深达320m。开采前的地层处于应力平衡状态，在漫长的地质构造演化过程中会形成断裂、节理和裂隙等劣化过程，使原本完成的岩体破碎。在开采过程中，一般会形成五面约束，一面自由的岩体形式。岩体会因失去约束，弹性势能释放发生而破坏，甚至岩爆。所以，应及时了解开采过程中边坡岩性及其岩体质量的变化，以便及时采取措施防止事故发生。所以如何科学合理的对边坡岩体质量进行评价就成了关键问题。

目前对于岩体质量的评价和判断多数依靠工程地质勘察规范等规范性文件，这些规范往往是针对单因素的，缺乏对目标的整体评价适用性，而且规范中所定标准为最低标准，应适当提高。所以众多学者提出了一些综合的评定方法。这些方法也存在这缺陷，例如单纯的定量和定性评价，无法解决模糊评价，对专家的经验评判处理性差等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出使用TFN(三角模糊数)-隶属度软化为基础，确定一定竖直范围内露天矿四个特征位置岩体样本对岩体分类的五个级别的隶属度情况，并进行软化，以确定该样本的岩体质量，从而确定整个边坡岩体质量。

本发明所采用的技术方案如下：

一种岩体质量评价方法，其特征在于，为了解露天矿岩体质量，从露天矿某竖向范围的围岩、矿体顶板、矿体和矿体底板四个特征位置进行取样确定一定范围内的露天矿质量，岩石抗压强度Rc、黏聚力C、内摩擦角φ和岩体变形模量E作为评价的指标体系，并形成单因素指标岩体分类的五个级别，确定一定竖直范围内露天矿四个特征位置岩体样本对岩体分类的五个级别的隶属度情况，并进行软化，以确定该样本的岩体质量，从而确定整个边坡岩体质量；其包括如下步骤：通过TFN确定指标的相对权重，提出隶属度软化方式，在确定样本对某级别的隶属度的同时，考虑其与相邻两级别隶属可能性，即隶属度软化，以方便样本的多指标评价；评价最大隶属度级别即是样本所属级别，最终根据各个样本的质量等级和综合评判规则判断露天矿岩体质量；本发明可用于确定一定范围内露天矿四个特征位置岩样质量，从而确定整个边坡岩体质量。在非均匀乃至局部化变形条件下，为了制作用于数字图像相关方法计算精度检验和计算参数灵敏度研究的散斑图，本发明提供了一种基于数值计算技术的包含非均匀变形散斑图制作方法，非经典数值计算技术的结果被作为数字图像相关方法的结果，通过建立数值模型中单元或包围节点的一定区域与数字图像相关方法中子区的关联，获取包含非均匀乃至局部化变形的散斑图。本发明利用计算机编程实现全部步骤，大大提高了包含非均匀乃至局部化变形的散斑图制作的精度和效率，而且，不受载荷类型的限制，适用于简单载荷类型(例如，拉伸、压缩和剪切等)，也适用于复合载荷类型(例如，拉剪和压剪等)。

所述方法是三角模糊数与隶属度软化相结合的方法，专门用于模糊多指标决策，用三角模糊数确定各指标之间的权重，然后用隶属度软化，分析各个岩样所属等级隶属度，并进行软化，软化的目的是考虑可能存在的多指标决策过程中的同一样本多指标隶属等级不同时的评价。

计算第i个指标的三角模糊数，定义第i个指标的三角模糊数，如式(1)所示，