[发明专利]一种基于BQ、RQDt

说明书

一种基于BQ、RQD_t各向异性的改进Mathews稳定图评价方法，属于Mathews稳定图评价方法领域，其步骤包括：(1)基于BQ指标的岩体质量计算；(2)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；(3)RQD_t各向异性图绘制；(4)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法；(5)RQD_t各向异性求解方法；(6)Mathews稳定图法的改进方法；(7)改进Mathews稳定图评价方法。本发明将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和RQD_t各向异性的求解，实现了考虑RQD_t各向异性的改进Mathews稳定图法矿房稳定性评价。本发明方法明确，适用于矿房围岩稳定性评价。

技术领域

本发明涉及一种基于BQ、RQD_t各向异性的改进Mathews稳定图评价方法，特别的是本发明基于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，给出了RQD_t各向异性的求解方法，并基于RQD_t的各向异性，给出了Mathews稳定图法的改进方法，提供了一种基于BQ、RQD_t各向异性的改进Mathews稳定图评价方法，属于Mathews稳定图评价方法领域。

背景技术

Mathews稳定图法是矿房围岩稳定性分析方法的一种，是在1980年由Mathews等人通过分析大量的工程实例，提出的基于Q系统的稳定图法。Mathews稳定图法在评价过程中主要考虑采场特征、地质条件、节理产状等条件，通过计算岩体稳定数N和水力半径R，并将这两个因子绘制在划分为预测稳定区、潜在不稳定区和崩落区的图上。

在Mathews稳定图法的改进方面，1995年Stewart和Forsyth通过收集不同采矿深度的数据，验证和修正了稳定图法，将其划分为四个分区。1998年Potvin基于数据实例对稳定图法做了改进，在图中增加了节理方位修正系数和重力调整系数。2000年Pakalnis等在RMR的基础上总结出了临界跨度图表法。Trueman等采用对数回归的方法，对稳定区和严重破坏区进行了重新定义。2004年Mawdeskey通过对405个实例进行逻辑回归分析，给出了稳定区、破坏与严重破坏区的等概率图。

但是岩体中存在着大量的结构面和裂隙，显著地影响岩体的力学特性、破碎程度和稳定性，是影响矿房稳定性的重要因素之一。岩体中的结构面和裂隙，是造成岩体质量各向异性的重要因素，而岩体质量的各向异性特征，在Mathews稳定图法中，尚未被考虑。

岩体的外观和质量强烈的依赖于岩体的各向异性程度，岩体的稳定性是由岩体质量所决定的。RQD是表征岩体质量的重要指标，RQD具有各向异性。如采用钻孔的方式获得RQD，不同的岩体部位得到的结果完全不同，RQD值结果将取决于方向，当钻孔方向与主要节理组平行时，得到较高的RQD值，当钻孔方向垂直于主要节理组方向时，会得到较低的RQD值。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，将具有非常重要的科学意义和研究意义。