[发明专利]一种基于随钻监测技术的深部节理岩体RQD确定方法

说明书

本发明公开了一种基于随钻监测技术的深部节理岩体RQD确定方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、利用场地随钻监测设备获取扭矩、钻压、转速和钻速，进而计算节理岩体的钻能；步骤2、对步骤1获取的节理岩体的钻能进行归一化处理；步骤3、计算节理岩体钻能的离散性；步骤4、基于钻能离散度与RQD的关系，计算深部节理岩体RQD。本发明解决了现有岩体质量指标RQD由于影响因素较多导致测量方法受限的问题。

技术领域

本发明属于深部岩体工程原位测试技术领域，具体涉及一种基于随钻监测技术的深部节理岩体RQD确定方法。

背景技术

岩体质量指标(RQD)是表示岩体良好度的一种方法。由于RQD易于确定，且与岩芯采取率相比是一种更灵敏，更合适的指标。因此在世界范围内被广泛用作节理岩体质量评估的重要指标和参考。许多工程师经常结合自身经验，使用RQD来确定岩体的稳固性。RQD由Deere于1963年首次提出，在岩体工程中RQD被定义为：

Palmstrom(2005)引入了加权联合密度(WJD)，使得RQD可以表示为：

RQD＝110-2.5J_v(WJD) (2)

其中，WJD定义为f_i是额定因子，与节理和钻孔之间的角度间隔有关，L是测得的段长。

Araghi(2006)为RQD计算引入了修改后的岩石质量名称(MRQD)。MRQD方法是基于薄弱区域建立的，包括节理数量，岩心冲洗和破碎区域，空腔和高风化岩体。MRQD可以表示为：

其中，WZ是薄弱区域的数量，n_d是不连续区域的数量，F_r是碎片区域(间距15-50mm)，VZ是疏松区域，CW是洗芯区域，C_r是压碎区域(间距为5–15mm)，C为空洞或铁芯损耗区。后来研究发现岩体的质量不仅取决于未破碎碎片的累积长度，而且还取决于未破碎碎片的数量N。因此，将校正后的岩石质量表示为：

其中，RQD_C是校正后的岩石质量名称，L是行进或游程长度(或扫描线长度)，L_i是第i个不间断碎片的长度，a是材料参数。Azimian(2016)提出了一种改进的岩石质量标识(RQD_i)，以减少传统方法的局限性。RQD_i表示为:

其中，f_i是额定因子，CW是破碎的岩心段的长度，F_r是碎裂段的长度，(间隔为15–50mm)，C_r是压碎段的长度，(间隔小于15mm)，而K是岩溶岩段的长度。尽管RQD指标是当前岩体工程中常使用的基本参数。但它受到许多众所周知的因素的影响，例如岩石强度参数，断裂频率，岩心尺寸，节理方向和节理粗糙度。根据其定义，RQD受所测一致性的限制很大，这是因为它依赖于最小完整核心长度的选定阈值或弱段的长度，例如破碎段，岩溶和压碎段。尽管Azimian(2016)和Araghi(2006)等人提出了计算结果。使得能够消除所选阈值长度对RQD值的影响，然而由于取芯存在困难，弱段长度确定方法仍然存在。因此，难以被广泛应用于实际工程岩体RQD的研究中。本发明是基于当前深部岩体工程原位测试方法的不足，提出的一种基于随钻监测技术的深部节理岩体RQD确定方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于随钻监测技术的深部节理岩体RQD确定方法，解决了现有岩体质量指标RQD由于影响因素较多导致测量方法受限的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于随钻监测技术的深部节理岩体RQD确定方法，具体按照以下步骤实施：