[发明专利]利用岩体波速计算帷幕灌浆岩体裂隙充填率的方法

权利要求书

1.一种利用岩体波速计算帷幕灌浆岩体裂隙充填率的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、利用岩体二相关系推导出灌浆后岩体裂隙充填比率计算公式(4):

式中：Vr代表工区岩块波速；V_w代表水的波速；V_c代表水泥的波速；V_q代表灌前岩体平均波速；V_h代表灌后岩体平均波速；Lw代表裂缝宽度；Lc代表水泥充填裂缝宽度；裂隙比率Lc/Lw代表灌浆后裂缝充填比率；

步骤二、将测试的灌前岩体波速数据按从小到大排序，并统计各波速数据的数量，计算各波速值所占比率,计算工区灌浆前、后岩体波速平均值,并绘制灌前岩体波速比率曲线；

步骤三、使用岩体波速线性分级结合泊松分布概率密度函数构建岩体波速泊松分布概率密度公式，拟合灌前岩体波速比率数据，得到工区岩块波速值；

步骤四、将步骤三所得工区岩块波速值以及其他各速度参数代入步骤一中推导的灌浆后岩体裂隙充填比率计算公式(4)，计算整个工区灌浆岩体裂隙充填率；

步骤一具体为：

根据路程、速度关系，即式(1)，推导出岩体中裂隙比率，见式(2)：

灌浆后，岩体裂隙内部分充填浆体，根据路程、速度关系，即式(3)，联合式(2)，推导出灌浆后裂隙充填比率，见式(4)：

其中，L代表岩体长度；Lr代表岩块宽度；Lw/L代表岩体裂隙比率；

步骤三具体为：

利用步骤二绘制的灌前岩体波速比率曲线与常见泊松分布曲线呈镜像相似性,将公式(6)所示岩体波速线性分级关系代入公式(5)所示泊松分布概率密度函数，构造公式(7)所示岩体波速泊松分布概率密度关系式，用岩体波速泊松分布概率密度公式对灌前岩体波速进行拟合，在拟合误差最小时，确定工区岩块波速值:

k＝-(V-V_r)/σ (6)

式中：P(X＝k)代表均匀时间、空间内某事件X发生k次的概率；

k代表次数；λ代表泊松分布期望值；V代表工区岩体波速；Vr代表工区岩块波速；σ代表波速分级值；P(V)代表工区单位空间内岩体波速为V的概率。