[发明专利]一种基于激光扫描、RQD和最佳阈值的RQDt

说明书

一种基于激光扫描、RQD和最佳阈值的RQD_t各向异性求解方法，属于RQD_t各向异性求解领域，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RQD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RQD反演的最佳阈值t求解方法；(7)RQD_t各向异性求解方法。本发明将三维激光扫描、近邻传播算法、RQD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和各向异性的求解，提出了一种基于激光扫描、RQD和最佳阈值的RQD_t各向异性求解方法。本发明方法明确，适用于岩体RQD_t的各向异性求解。

技术领域

本发明涉及一种基于激光扫描、RQD和最佳阈值的RQD_t各向异性求解方法，特别的是本发明基于三维激光扫描、近邻传播算法、RQD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，提供了一种基于激光扫描、RQD和最佳阈值的RQD_t各向异性求解方法，属于RQD_t各向异性求解领域。

背景技术

在自然界中，各向异性无处不在。岩体表现出非常明显的各向异性，其性质随观察角度和测量方向的变化而变化。岩体各向异性变化的起源可归结于地质起源，如沉积岩中独特的层理、玄武岩中独具的天然孔洞、片麻岩中的片麻状构造和板岩中的劈理，以及贯穿这些岩体的断层等。除了固有的地质起源造成的岩体各向异性外，一些其它因素也会影响岩体的各向异性，如岩体中节理组的产状和分布形态，岩体中的节理会造成岩体的应力各向异性，影响岩体的质量。

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。一些地质现象也已经证明了这一点。例如，在巷道或高速公路隧道开挖过程中，会沿着主要节理组倾角出现非垂直性的变形破坏，或者隧道中的某一块岩体出现楔形块体掉落，进而造成整个岩体的失稳或者巷道的坍塌，这种失稳或坍塌对巷道开挖是非常不利的，不仅影响工程施工进度，更重要的是会造成严重的人员伤害或者财产安全。因此，研究并获得岩体质量的各向异性特征，具有重要的意义。

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，具有非常重要的科学意义和研究意义。