一种基于BQ反演的RQD制造技术

一种基于BQ反演的RQD

【技术实现步骤摘要】
一种基于BQ反演的RQDt最佳阈值t求解方法
本专利技术涉及一种基于BQ反演的RQDt最佳阈值t求解方法，特别的是本专利技术基于BQ指标、裂隙网络模型和广义RQD理论，反演计算出RQDt最佳阈值t的范围和最佳阈值t值，提供了一种基于BQ反演的RQDt最佳阈值t求解方法，属于RQDt最佳阈值t求解领域。
技术介绍
在自然界中，RQD是表征岩体质量的重要指标，RQD具有各向异性。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RQDt表示。广义RQD的引入，让RQD各向异性的求解成为了可能。由RQDt概念可以知道，阈值t是广义RQD的一项特别重要的参数，是广义本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BQ反演的RQD

【技术特征摘要】
1.一种基于BQ反演的RQDt最佳阈值t求解方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)基于BQ指标的岩体质量计算，过程如下：
1.1：根据结构面参数计算岩体完整性系数，公式如下：



式中：Jv为岩体体积节理数，单位条/m3；
1.2：Jv计算公式如下：



式中：L1，L2，...，Ln为垂直于结构面测线长度；N1，N2，...，Nn为同组结构面数目；
1.3：根据岩石单轴抗压强度值和岩体完整性系数值，计算BQ值：
BQ＝90+3Rc+250Kv
式中：Rc是岩石单轴抗压强度；Kv为岩体完整性系数；
1.4：在应用BQ计算公式过程中，遵循以下条件：
当Rc＞90Kv+30时，以Rc＝90Kv+30和Kv代入计算BQ值；
当Kv＞0.04Rc+0.4时，以Kv＝0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值；
1.5：根据地下水、软弱结构面产状和天然应力影响对BQ进行修正，修正公式如下：
[BQ]＝BQ-100(K1+K2+K3)
式中：K1为地下水影响修正系数；K2为软件结构面产状影响修正系数；K3为天然应力影响修正系数；
1.6：得到修正后的BQ岩体分级结果；
(2)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；
(3)RQDt各向异性图绘制；
(4)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法。


2.如权利要求1所述的一种基于BQ反演的RQDt最佳阈值t求解方法，其特征在于，所述步骤(4)中，基于BQ反演的最佳阈值t求解方法过程如下：
4.1：基于BQ指标反演RQDt范围
结合BQ分级计算出的岩体质量级别，查找《岩石质量指标》表，反演确定出该岩体级别下，RQDt范围值；
4.2：最佳阈值t求解方法
4.2.1：在三维裂隙网络模型上，过中心点O，以任意角度剖切三个剖面，得到三个二维裂隙网络模型，导出二维裂隙网络模型及数据；
4.2.2：针对每一个二维裂隙网络模型，设置不同的阈值t，求解出不同阈值t下的RQDt值；
4.2.3：导出不同阈值t下的RQDt值，计算出RQDt均值；
4.2.4：以阈值t为横坐标，以RQDt的均值为纵坐标，绘制RQDt随阈值t变化的散点图；
4.2.5：根据散点图，设置拟合方程，拟合RQDt随阈值t变化的曲线图；
4.2.6：将反演出的RQDt范围值，带入到拟合出的RQDt随阈值t变化的曲线图中，结合函数方程和曲线图，求解出在该RQDt范围内阈值t的范围，共得到三组阈值t的范围；
4.2.7：针对三组阈值t的范围，取其范围的交集，作为最佳阈值t的范围；
4.2.8：以最佳阈值t范围的中点值作为最佳阈值t值，得到最佳阈值t；
4.2.9：输出最佳阈值t的范围和最佳阈值t值。


3.如权利要求1所述的一种基于BQ反演的RQDt最佳阈值t求解方法，其特征在于，所述步骤(3)中，RQDt各向异性图绘制过程如下：
3.1：RQDt求解计算
基于RQDt理论，确定出二维裂隙网络模型的中心点O，以每隔10°角度做射线，穿过岩体裂隙网络模型，求解出岩体36个方位的RQDt值，过程如下：
3.1.1：RQDt理论公式如下：



式中：xi表示沿某一测线方向的第i个大于给定阈值t的整段岩石或间距长度，RQDt代表对应阈值t的岩石质量指标，即阈值t下的RQDt值；
3.1.2确定二维裂隙网络模型的剖面中心点O、长度a和宽度b，以模型的左下角为坐标原点，水平向右为x轴，垂直向上为y轴，则中心点O坐标为：






边界方程为：



3.1.3：以O为起点，每隔α＝10°角绘制一条测线，与裂隙网络模型相交，共绘制36条测线，测线长度L等于O点到裂隙网络模型边界的距离，用L0～L35表示，则测线方程为：



式中：s表示测线，α表示角度；
3.1.4：判断测线与边界的交点，设测线方程与边界方程的交点为(xa，ya)，将测线方程与边界方程依次连立，判断测线是否与边界相交，原理如下：



3.1.5：求出测线与裂隙网络模型的边界方程交点(XZ，α，YZ，α)；
3.1.6：确定测线所在区间，原理如下：



3.1.7：根据裂隙网络模型中每条节理的起点坐标(Xb，Yb)和终点坐标(Xc，Yc)，建立相应的解析方程，定义节理方程如下：



3.1.8：求解第一条测线与各节理方程的交点，循环判断每个交点(Xj，Yj)范围，如果交点符合a＜Xj＜c且b＜Yj＜d，则记录该交点，遍历所有节理方程求出所有m个交点；
3.1.9：将记录的m个交点及测线起点坐标和...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡高建，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33