基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法技术

本发明专利技术提供一种基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法，属于工程勘察技术领域。该方法首先通过钻探技术在地层或岩体中形成钻孔，再通过超声波钻孔成像技术原位获得钻孔孔壁图像，由于岩体内部结构面的自相似特征，可根据这种特征利用分形方法获得孔壁图像的分形维数值，再建立孔壁图像分形盒维数值与岩石质量的定量关系，实现不取岩芯的情况下对探测地层中岩石质量的快速精准评价，进而缩短工期，尤其在深部施工过程中提高勘探效率。

【技术实现步骤摘要】
基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法
本专利技术涉工程勘察
，特别是指一种基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法。
技术介绍
随着资源开采深度的增加，人类工程活动也是逐渐向深部地层发展。深部地层是由多种介质和多相物理力学场共同组成的复杂地质体，在地应力、高地温、高渗透压的赋存环境与深部空间开发建设的强扰动共同作用下，往往导致在地下工程开挖过程中发生的岩爆、突水、断层错动、局部塌陷等突发性动力灾害。工程岩体质量的精准探测与评价是预测、控制深部地下工程风险的基础，也是进行深部工程选址、设计与施工的关键依据。在评价岩石质量指标中多采用RQD指标，广泛应用于水利水电、矿山、地下工程、交通工程等岩体稳定性评价。工程勘察过程中采用钻探方法揭露工程区域地层特征，通过岩芯完整情况来评价岩石质量。而实际操作过程中往往存在偏差，尤其是在深部地层中，现在钻探深度已经突破2000m，岩石在钻进过程中受其自身强度、钻头强度、长距离提升和工人取芯习惯的影响，此外地质编录资料的科学性、实用性还受编录人员的工程经验、责任心等主观影响较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法，其特征在于：包括步骤如下：/nS1：开展首个工程勘察钻孔施工，确定钻孔孔径，进行全孔取芯工作；/nS2：分析钻孔岩性特征，即分析岩性不同的岩石种类，进一步根据岩层地质年代划分地层，计算岩芯RQD值，分析不同地层岩石质量；/nS3：钻孔施工到底后，有套管的情况下取出套管，清理钻孔；/nS4：进行全钻孔的超声波钻孔成像测量，测量完成后，完成钻孔孔壁图像解析工作；/nS5：计算钻孔孔壁图像的分形盒维数；/nS6：分析岩芯RQD值与分形盒维数值之间的定量关系，确定该勘探区域内基于孔壁图像分形盒维数的孔壁岩体质量分级标准；/nS7：该勘探区域内...

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法，其特征在于：包括步骤如下：
S1：开展首个工程勘察钻孔施工，确定钻孔孔径，进行全孔取芯工作；
S2：分析钻孔岩性特征，即分析岩性不同的岩石种类，进一步根据岩层地质年代划分地层，计算岩芯RQD值，分析不同地层岩石质量；
S3：钻孔施工到底后，有套管的情况下取出套管，清理钻孔；
S4：进行全钻孔的超声波钻孔成像测量，测量完成后，完成钻孔孔壁图像解析工作；
S5：计算钻孔孔壁图像的分形盒维数；
S6：分析岩芯RQD值与分形盒维数值之间的定量关系，确定该勘探区域内基于孔壁图像分形盒维数的孔壁岩体质量分级标准；
S7：该勘探区域内后续钻孔无需取芯，基于S6中确定的分级标准对该勘探区域进行岩体质量快速评价。


2.根据权利要求1所述的基于超声波钻孔成像技术与分形方法的岩体质量评价方法，其特征在于：所述S4中超声波钻孔成像测量得到的孔壁图像能够清晰分辨出节理、裂隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张月征，纪洪广，权道路，付桢，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11