[发明专利]一种地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法

说明书

一种地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法，涉及围岩受力分析领域。该地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法是在地下洞室顶拱自下向上钻孔并采集数据进行统计确定地下洞室缓倾结构面的特征，根据地下洞室缓倾结构面的特征按地下洞室顶拱缓倾结构面失稳模式分成构成块体的缓倾结构面、不构成块体的缓倾结构面及短小缓倾结构面较发育区分别计算和分析局部稳定性。本实施例提供的地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法能有效避免常规方法精度低、易遗漏等问题，更合理全面判别缓倾结构面的空间延伸情况及性状特征，并系统分析顶拱缓倾结构面失稳模式与稳定性。

技术领域

本申请涉及围岩受力分析领域，具体而言，涉及一种地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法。

背景技术

地下洞室顶拱围岩中可能存在由缓倾结构面引起的地质问题，对长期运行和施工安全都存在着隐患，也成为地下洞室工程勘察中亟待解决的重要问题之一。同时因前期勘探精度有限，加上缓倾结构面于地下洞室顶拱上具有隐蔽性特征，难以准确查明缓倾结构面的延伸情况，导致难以分析其失稳破坏模式及定量评价其稳定性。

传统的地下洞室缓倾结构面搜索与分析方法主要依靠在地下洞室附近勘探采集结构面数据，通过对结构面的发育特征进行统计分析，以此推测地下洞室顶拱围岩中缓倾结构面的发育特征，并进行稳定性定性分析，但是由于围岩中结构面发育特征的隐蔽性，传统方法未直接揭露顶拱中结构面的发育特征，仅仅是对其发育特征进行推测分析，且对未构成块体的长大缓倾结构面稳定性仅做定性分析，无法满足地下洞室顶拱围岩稳定分析需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法，其能够有效避免常规方法精度低、易遗漏等问题，更合理全面判别缓倾结构面的空间延伸情况及性状特征，并系统分析顶拱缓倾结构面失稳模式与稳定性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法，包括以下步骤：

在地下洞室顶拱自下向上钻孔，并采集钻孔内部的结构面位置、产状和性状数据，对地下洞室顶拱上的多个钻孔的数据进行统计确定地下洞室缓倾结构面的特征，根据地下洞室缓倾结构面的特征按地下洞室顶拱缓倾结构面失稳模式分成构成块体的缓倾结构面、不构成块体的缓倾结构面及短小缓倾结构面较发育区；

对构成块体的缓倾结构面采取块体理论计算稳定系数；对不构成块体的缓倾结构面，当结构面为拉裂式时其稳定系数K的计算公式为：当结构面为弯折式时其稳定系数K的计算公式为：式中，σ_t为岩石抗拉强度，L，θ为缓倾结构面的长度与倾角，h为缓倾结构面于顶拱的埋深，γ为岩石重度；对短小缓倾结构面较发育区定性分析局部稳定性。

在一些可选的实施方案中，在地下洞室顶拱自下向上钻孔时采用潜孔钻钻孔。

在一些可选的实施方案中，采集钻孔内部的结构面位置、产状和性状数据时，对钻孔内部进行高清录像。

本申请的有益效果是：本实施例提供的地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法包括以下步骤：在地下洞室顶拱自下向上钻孔，并采集钻孔内部的结构面位置、产状和性状数据，对地下洞室顶拱上的多个钻孔的数据进行统计确定地下洞室缓倾结构面的特征，根据地下洞室缓倾结构面的特征按地下洞室顶拱缓倾结构面失稳模式分成构成块体的缓倾结构面、不构成块体的缓倾结构面及短小缓倾结构面较发育区；对构成块体的缓倾结构面采取块体理论计算稳定系数；对不构成块体的缓倾结构面，当结构面为拉裂式时其稳定系数K的计算公式为：当结构面为弯折式时其稳定系数K的计算公式为：式中，σ_t为岩石抗拉强度，L，θ为缓倾结构面的长度与倾角，h为缓倾结构面于顶拱的埋深，γ为岩石重度；对短小缓倾结构面较发育区定性分析局部稳定性。本实施例提供的地下洞室顶拱缓倾结构面稳定性分析方法能有效避免常规方法精度低、易遗漏等问题，更合理全面判别缓倾结构面的空间延伸情况及性状特征，并系统分析顶拱缓倾结构面失稳模式与稳定性。

附图说明