[发明专利]一种基于RQD反演最佳阈值t的空间RQDt

说明书

一种基于RQD反演最佳阈值t的空间RQD_t求解方法，属于RQD_t各向异性求解领域，其步骤包括：(1)基于RQD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RQD反演的最佳阈值t求解方法；(5)空间RQD_t求解方法。本发明将RQD理论、裂隙网络模型、广义RQD理论和圆锥曲线方程相结合，实现了RQD_t的最佳阈值t求解和最佳阈值t下的RQD_t椭圆曲线和各向异性椭球体绘制。本发明方法明确，所得最佳阈值t、椭圆曲线和各向异性椭球体能够反映出真实岩体的RQD_t各向异性特征，适用于岩体RQD_t的空间各向异性求解。

技术领域

本发明涉及一种基于RQD反演最佳阈值t的空间RQD_t求解方法，特别的是本发明基于RQD指标、裂隙网络模型、广义RQD理论和圆锥曲线方程，反演计算出RQD_t最佳阈值t的范围和最佳阈值t值，得到了最佳阈值t下的RQD_t椭圆曲线和各向异性椭球体，提供了一种基于RQD反演最佳阈值t的空间RQD_t求解方法，属于RQD_t各向异性求解领域。

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，将具有非常重要的科学意义和研究意义。

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_t的各向异性特征，对最佳阈值t的研究鲜有涉及。

在最佳阈值t的研究方面，有些学者也曾对最佳阈值t展开过探讨。如有的学者基于三维结构面网络模拟技术，运用分形理论分别计算其结构面分布的分形维数，通过不断改变广义RQD的阈值，得到不同阈值下的RQD_t值，将各剖面的分形维数与广义RQD值对比分析，为准确选取广义RQD的最佳阈值提供依据。有的学者基于修改后的块度指数MBi，建立了35种假想的三维裂隙网络模型，测量了具有不同阈值的广义RQD值，确定广义RQD的最佳阈值。这两个方面的最佳阈值t的研究，适用条件都有一定的局限性，都是在特定理论和背景下的一种最佳阈值t求解方法，当背景或者模型变化了之后，其最佳阈值t将不再具有最佳性。而且，由于分形维数或者块度指数本身并不具备表征岩体质量的功能，通过分形维数或者块度指数获得的最佳阈值t，能否反映真实的岩体质量，还有值得商榷的地方。

因此，找到并提出一种最能反映出岩体质量的RQD_t最佳阈值t的求解方法，具有非常重要的科学和研究意义，也是RQD_t阈值t研究中亟需解决的问题。