[发明专利]一种岩体结构量化描述方法

说明书

本发明公开了一种岩体结构量化描述方法，该方法是以岩体结构指标RSI来精细反映岩体结构特征；该岩体结构指标RSI计算式如此下：RSI＝5DS₅+10DS₁₀+15DS₁₅+20DS₂₀+25DS₂₅+30DS₃₀+40DS₄₀+50DS₅₀+75DS₇₅+100DS₁₀₀。式中：RSI为岩体结构指标，单位为cm；DS₅为测线范围内完整岩块两侧裂隙间距不小于5cm的累计间距测值所占的比例，％；DS₁₀为测线范围内裂隙间距不小于10cm的累计间距测值所占的比例，其余雷同。分析表明，RSI可以简便、快捷和相对准确的量化反映岩体结构特征，并用于评价岩体完整性和岩体质量评价。

技术领域

本发明涉及一种岩体结构量化描述方法，属于水文地质和工程勘察领域。本发明是为了量化描述岩体结构特征，以便分析岩体工程地质特征、岩体结构类型及完整程度、岩体质量评价和岩体物理力学参数分析。特别适用于山区大型水电工程、交通工程等边坡、坝基和洞室围岩等岩体工程特性精细描述。

背景技术

岩体是在建造与改造作用过程中逐步形成的地质体，由此形成了大量不同成因类型和特性的结构面，岩体具有不同结构特征。岩体结构特征量化描述是岩体工程特性精细分析的基本方法和基础资料。一般认为，岩体结构分析始于20世纪50年代，国际上著名的奥地利萨尔兹堡学派首先强调岩体中由于存在结构面，而具有不连续、不均质和各向异性，并提出初步的岩体结构类型划分方案；国内以古德振教授为主的科研团队提出了岩体结构控制论和系统的岩体结构类型划分。岩体结构类型划分属于半定量的量化岩体工程特性描述方法，而岩体结构特征量化描述则要求能量化反映岩体结构特征、类型及其差异。岩体结构特征量化描述指标很多，如结构面间距、迹长、裂隙率、连通率、岩石质量指标(RQD)、体积节理数(Jv)、岩体块度系数和岩体块度指数(RBI)等。其中RQD、Jv和RBI是最常用的量化指标。体积节理数Jv是从数量上(主要指硬性结构面数量)描述结构面发育特征，不能反映结构面的组数和空间组合关系。岩石质量指标(RQD)是以10cm为界来统计长完整岩心所占比例，显然以此来反映岩体结构面发育程度和岩体完整性是很粗糙的，比如RQD＝90％的岩体，可以是镶嵌结构岩体，也可以是块状结构岩体。另外，RQD值具有明显的方向性，在用于评价岩体完整性时，如何取代表值也尚无明确意见。

岩体块度指数(RBI)是的计算式如下：

RBI＝3×C_r3+10×C_r10+30×C_r30+50×C_r50+100×C_r100 (1)

式中：C_r3、C_r10、C_r30、C_r50、C_r100分别为岩芯长度或测线上裂隙距离为3～10cm、10～30cm、30～50cm、50～100cm、大于100cm的岩芯或完整岩石获得率，以百分数表示，可视为权值；3、10、30、50、100为常数，对应岩体结构类型划分中裂隙特征间距。RBI算式在数学上是对特征间距小值加权求和，反映主要特征裂隙间距大小，显然也与测线方位有关。目前，岩体结构特征与RBI的常见对应关系见表1，可见，岩体完整性较好则RBI值较高，但也存在相同的RBI值出现归属不同的岩体结构类型情况。

表1岩体结构类型与RBI值的对应表建议值

综上，目前在岩体结构特征量化描述方面已有不少量化指标，但在精细反映岩体结构方面还存在不足，需要进一步发展岩体结构量化指标。

发明内容

本发明的目的在于发展和提出岩体结构特征量化描述方法，以精细反映岩体结构特征。