[发明专利]一种岩石颗粒结构的非均质度评价方法

说明书

本发明涉及岩体工程技术领域，公开了一种岩石颗粒结构的非均质度评价方法，适用于矿物颗粒胶结形成的岩石颗粒结构的非均质性评价，其主要包括如下步骤：S2.采用粒度分布统计分析软件记录所述清晰边缘结构图中各颗粒水平方向与铅垂方向投影的最大边界值，计算单颗粒对应的平均粒度；S3.根据所述计算求得平均粒度，生成平均粒度分布图，并获得科学有效的粒度分布区间。本发明通过计算岩石微观颗粒尺寸来表征岩石非均质性特征；实现步骤流程简易，统计简单，通过建立统一的岩石非均质度指标，为岩石颗粒结构的定量描述和科学表征提供有效方法，对揭示岩石颗粒结构非均质度对其宏观力学性能的影响具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及岩体工程技术领域，尤其涉及一种岩石颗粒结构的非均质度评价方法。

背景技术

当前，我国土木建筑、水利水电、交通铁路、石油采矿、甚至军事人防工程等各领域的建设都或多或少地涉及岩体的宏观力学性能。岩体既是工程的环境与对象，也是工程结构的重要材料。如水库大坝、地下厂房的基础建设，为保证结构的稳定性和耐久性，需充分考虑基岩的强度、变形特性及岩石的强度变化规律。从微观层面来看，岩体是由大量非均质的矿物颗粒胶结而成，矿物粒径尺寸的非均质程度对宏观力学特性影响十分明显。随着科技进步，岩体微观结构的研究从简单物性到实验测试不断发展，如采用CT扫描实验法三维可视化表征岩石微观结构，采用测井识别法识别岩石粒度，采用铸体薄片法研究岩石孔隙结构类型。

尽管学术界研究已经表明岩石颗粒结构的非均质度对其力学和强度特性影响明显，但仍然缺乏统一的广泛适用的岩石颗粒结构非均质度量化方法。因此，建立一个可统一比较不同颗粒结构的非均质度指标，并给出完整非均质度评价方法十分必要。而上述现有的岩石微观结构的分析方法并未深入定量表征岩石颗粒结构的非均质度。因此，针对上述技术问题，我们提出一种岩石颗粒结构的非均质度评价方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩石颗粒结构的非均质度评价方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种岩石颗粒结构的非均质度评价方法，适用于矿物颗粒胶结而成的岩石颗粒结构非均质度评价，其主要包括如下步骤：

S1.选取待测岩层，取样后将其制成岩样切片，获取微观颗粒结构图像；

S2.采用粒度分布统计分析软件记录所述清晰边缘结构图中各颗粒水平方向与铅垂方向投影的最大边界值，计算单颗粒对应的平均粒度；

S3.根据所述计算求得平均粒度，生成平均粒度分布图，并获得科学有效的粒度分布区间；

S4.结合所述科学有效区间中的最大颗粒、最小颗粒、平均粒度值，根据如下的非均质度参数计算模型，求得非均质度指标；

其中，为模型平均矿物颗粒粒度，F为非均质度指标，D₁,D₂,D₃分别为矿物颗粒的最小粒度、平均粒度、最大粒度；

S5.基于所述非均质度指标定量评价岩石微观颗粒结构的非均质程度。

进一步的，所述步骤S1中，包括如下工序，

切片、选取待测岩层，取样后利用切片机进行岩石切片；

清洗、对切片后的岩石片进行清洗；

打磨、对清洗后的岩石片进行抛光、以制成0.3mm厚的岩石薄片；

观察、运用光学显微镜在单偏光镜下观察获取岩石微观颗粒结构图。

所述步骤S1需注意的是：当选取制作线状构造、硬度大的岩石(如花岗岩、石英岩等)，应垂直其解理面而平行，可以比上述要求相对切薄；当选取硬度小、密度小的岩石则可以相对切厚。