[发明专利]一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法

权利要求书

1.一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过测量原始数据并确定结构面影响系数λ₁和节理影响系数λ₂，原始数据具体包括：测量得到围岩水压力P_w、岩体完整性系数K_v、最大主应力σ₁、岩石质量指标RQD、地下水渗水量L、岩石单轴抗压强度R_c、抗拉强度σ_t、弹性模量E、泊松比μ和围岩最大切向应力σ_θ，利用所述围岩水压力P_w计算得到结构面影响系数λ₁和节理影响系数λ₂；

其中，结构面影响系数λ₁的计算公式为：

其中，式中符号代表向下取整函数；J表示主要结构面特征，α表示结构面走向与洞轴线夹角；

节理影响系数λ₂的计算公式为：

当节理间距d≤0.5m时，岩体节理发育：

当节理间距d0.5m时，岩体结构发育较差：

其中符号代表向下取整函数，J_v表示节理组数，P_w表示围岩水压力，d表示节理间距；

S2、通过所述岩体完整性系数K_v、所述岩石质量指标RQD和所述岩石单轴抗压强度R_c、所述结构面影响系数λ₁和所述节理影响系数λ₂计算得到围岩质量指标WCR；

其中，围岩质量指标WCR的计算公式为：

WCR＝3R_c+125K_v+1.25RQD-100(λ₁+λ₂)+70，

其中R_c为岩石单轴抗压强度，K_v为岩体完整性系数、RQD为岩石质量指标，λ₁为结构面影响系数，λ₂为节理影响系数；

S3、在渗流条件下对所述围岩质量指标WCR进行修正以得到围岩质量指标修正值[WCR]；

其中，围岩质量指标修正值[WCR]的计算公式为：

[WCR]＝[0.4-0.13ln(P_w-0.08)]·WCR，

其中，P_w为围岩水压力，WCR为围岩质量指标；

S4、通过所述围岩水压力P_w与所述最大主应力σ₁对应力强度比进行修正，确定应力强度比修正系数η；

其中，应力强度比修正系数η的计算公式为：

其中，符号代表向下取整函数，σ₁表示最大主应力，P_w表示围岩水压力；

S5、通过所述地下水渗水量L、所述岩石单轴抗压强度R_c、所述抗拉强度σ_t、所述弹性模量E和所述泊松比μ计算得到渗流条件下的脆性强度系数K；

其中，渗流条件下的脆性强度系数K的计算公式为：

其中，L为地下水渗水量，单位L/(min·10m)，R_c为岩石单轴抗压强度，E为弹性模量，μ为泊松比，σ_t为抗拉强度；

S6、通过所述围岩最大切向应力σ_θ、所述地下水渗水量L、所述修正系数η和所述岩石单轴抗压强度R_c计算得到脆性破坏倾向系数S；

其中，脆性破坏倾向系数S的计算公式为：

其中，σ_θ为围岩最大切向应力，L为地下水渗水量，η为应力强度比修正系数，R_c为岩石单轴抗压强度；

S7、通过所述脆性强度系数K确定脆性强度，通过所述围岩质量指标修正值[WCR]和所述脆性破坏倾向系数S对脆性破坏等级进行预测分级；

其中，步骤S7具体包括：

判断所述脆性强度系数K，若脆性强度系数K≤16，为低脆性，计算脆性破坏等级BFG的公式为：

若脆性强度系数K＞16，则为高脆性，计算脆性破坏等级BFG的公式为：

其中，符号代表向上取整函数，S为脆性破坏倾向系数，[WCR]为围岩质量指标修正值。

2.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器；

当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法。