[发明专利]一种受不同采动影响坚硬岩体Hoek‑Brown参数m、s的求取方法

摘要

本发明属于岩体力学与工程地质领域，具体公开了一种受不同采动影响坚硬岩体Hoek‑Brown参数m、s的求取方法。该发明方法首先通过对不同采动影响坚硬岩体打钻取芯，通过实验室加工为标准试件；其次通过单轴压缩试验、获取完整坚硬岩体的单轴抗压强度，利用三轴试验对受不同采动影响试样分别施加5‑40MPa不等的围压，然后施加轴压，直至试样破坏，记录整个加载过程的中荷载位移曲线；最后，根据Hoek‑Brown准则计算每组条件下的m值和s值。本发明方法的优点在于在结合现场取岩芯与实验室试验的基础上，获得受不同采动影响坚硬岩体Hoek‑Brown参数m、s值。

主权项

一种受不同采动影响坚硬岩体Hoek‑Brown参数m、s的求取方法，其特征在于，包括如下步骤：s1采前取芯根据现场实际，并结合岩层柱状图确定取芯的地点及岩性；制定取芯方案；将取出的岩芯进行密封处理；s2采后取芯在本煤层开采之后，下煤层开采之前对开采煤层上覆岩层再次取芯，并将取出的岩芯进行密封处理；待下煤层开采之后，对开采过的上煤层顶板再次取芯，并将取出的岩芯进行密封处理；s3标准试件加工对步骤s1和步骤s2取回的岩芯通过钻取、切割、打磨三道工序，加工为标准试件；s4将标准试件分类根据受采动影响次数将加工完成的标准试件分为3类：第Ⅰ类为未受采动影响的无损岩石试件；第Ⅱ类为受一次采动影响的岩石试件；第Ⅲ类为受二次采动影响的岩石试件；其中，上述每一类岩石试件保证与层位岩性一一对应；s5单轴、三轴试验将第Ⅰ类岩石试件通过单轴压缩试验获取其单轴抗压强度；对第Ⅱ类试件进行三轴试验，每组试样分别施加5～40MPa的围压，然后施加轴压，直至试样破坏，记录整个加载过程的中荷载位移曲线；对第Ⅲ类试件进行与第Ⅱ类试件相同过程的三轴试验；s6求取Hoek‑Brown参数的m、s值根据Hoek‑Brown准则计算每组条件下的m值和s值，计算过程如下：将σ1=σ3+mσ3σci+sσci2]]>变形为：(σ1-σ3)2=mσ3σci+sσci2;]]>式中，σ1、σ3分别为岩体破坏时的最大主应力、最小主应力，σci为完整岩块的单轴抗压强度，m、s为与岩体特性有关的材料常数：m反映了岩块的坚硬程度，其取值为1×10‑7～25；而s反映岩体的破碎程度，其取值范围为0～1；对于第Ⅰ类试件，令s＝1，利用3～5组试验数据，取其平均值便可得出完整岩体的m值；对于第Ⅱ类试件及第Ⅲ类试件利用至少4组实验数据进行数据拟合，获得m、s值。