[发明专利]一种基于三维激光扫描和BQ反演的RQDt

说明书

一种基于三维激光扫描和BQ反演的RQD_t最佳阈值t求解方法，属于RQD_t最佳阈值t求解领域，其步骤包括：(1)结构面三维激光扫描快速获取；(2)结构面极点图和倾向玫瑰花图绘制；(3)基于BQ指标的岩体质量计算；(4)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；(5)RQD_t各向异性图绘制；(6)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法。本发明将三维激光扫描、近邻传播算法、BQ理论、裂隙网络模型、广义RQD理论和反演计算相结合，实现了RQD_t的最佳阈值t求解，提出了一种三维激光扫描和BQ反演的RQD_t最佳阈值t求解方法。本发明方法明确，所得阈值t能够反映出真实岩体质量，适用于岩体RQD_t的最佳阈值t求解。

技术领域

本发明涉及一种基于三维激光扫描和BQ反演的RQD_t最佳阈值t求解方法，特别的是本发明基于三维激光扫描、近邻传播算法、BQ指标、裂隙网络模型和广义RQD理论，反演计算出RQD_t最佳阈值t的范围和最佳阈值t值，提供了一种基于三维激光扫描和BQ反演的RQD_t最佳阈值t求解方法，属于RQD_t最佳阈值t求解领域。

背景技术

在自然界中，RQD是表征岩体质量的重要指标，RQD具有各向异性。RQD的各向异性，从钻孔RQD到广义RQD的计算公式的拓展也可以看出。Deer在1964年提出了钻孔RQD的概念，由于钻孔RQD在应用时存在着如下两个缺点：对于不同工程规模岩体，100mm的阈值选取是否合理；钻孔钻探方向具有局限性，获得的RQD只能反映局部岩体情况，不能反映出RQD各向异性。因此，部分学者引入阈值t，提出了广义RQD的概念，即对任一间距阈值t，把沿某一测线方向大于t的间距之和与测线总长之比的百分数定义为广义RQD，用RQD_t表示。广义RQD的引入，让RQD各向异性的求解成为了可能。

由RQD_t概念可以知道，阈值t是广义RQD的一项特别重要的参数，是广义RQD能否真实反映出岩体质量的关键，但是阈值t具有任意性，不具有唯一性，因此寻找到能够表征出岩体质量的最佳阈值t，具有非常重要的科学意义和研究意义。

RQD_t的阈值t受测线方向、结构面形态和分布特征的影响，而岩体中广泛发育的结构面，是破坏岩体连续性、完整性，控制岩体力学特征和稳定性的重要因素，对岩体质量起着控制性作用。结构面的发育模式和分布形态非常复杂，但同时，不同的节理组之间、节理和断层之间，又存在着一定的成生关系，构成某种特定的组合，表现出一定的规律性。因此，对结构面进行准确和有效的描述分析，获得结构面的产状和分布特征，是研究岩体质量的基础，也是最佳阈值t的研究基础。三维激光扫描技术作为一种高效的三维空间信息获取手段，在获取结构面方位和规模信息方面具有很大优势。近邻传播聚类算法在结构面产状聚类分析中具有较好效果，它具有不受初始聚类中心影响、计算效率高的优点，已经广泛应用于很多领域。因此，基于三维激光扫描技术和近邻传播算法，可以实现结构面的快速识别获取和聚类分析，为RQD_t的最佳阈值t的研究，提供数据基础。

国内外学者针对阈值t的研究，主要体现在以下两个方面：不同阈值t下的RQD_t计算和最佳阈值t的研究。

在不同阈值t下的RQD_t计算方面，已有的研究主要是探讨阈值t的变化对RQD_t值的影响，主要是通过模拟岩体裂隙网络模型，布置虚拟钻孔，以求解不同RQD_t值，研究的载体是裂隙网络模型。但在这个方面的研究中，主要是为了研究RQD的各向异性特征，对最佳阈值t的研究鲜有涉及。