基于超声波钻孔电视的深部岩体体积节理数的计算方法及其工程应用

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作者 刘冀昆 王成虎 +2 位作者 乾增珍 高桂云 张树辉 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期2098-2109,共12页

未经开挖的深部工程岩体质量评价长期以来都是国内外工程地质与岩体力学领域的重要科学问题,当工况无法满足现场波速试验条件时,如何利用体积节理数评价岩体的完整程度,成为准确评价深部工程岩体质量的关键。本次研究基于超声波钻孔成... 未经开挖的深部工程岩体质量评价长期以来都是国内外工程地质与岩体力学领域的重要科学问题,当工况无法满足现场波速试验条件时,如何利用体积节理数评价岩体的完整程度,成为准确评价深部工程岩体质量的关键。本次研究基于超声波钻孔成像技术,提出了一种通过图像测井数据获取J_v的计算方法——钻孔透视法:根据节理的位置、方位角等信息,推演单位体积中节理与钻孔的相对位置,据此将节理分为4种类型,从而分别计算节理数并求和,得到对应深度下的J_v值。将钻孔透视法应用于山东省潍坊市昌乐县某矿区内钻孔HHZK的深部岩体J_v的计算,结合岩芯点荷载试验估算岩石饱和单轴抗压强度R_c,使用BQ法对该地区深部工程岩体质量进行定量化评价。研究结果表明:钻孔HHZK深部岩体按照BQ法分级,主要分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,34~150 m的Ⅲ、Ⅳ级岩体主要为碎裂黑云斜长片麻岩、花岗斑岩以及花岗闪长岩等;150~400 m的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级岩体主要为花岗岩、脉状混合岩、构造角砾岩以及混合片麻岩等。研究结果为当地矿山开采和地质环境治理提供了岩体质量评价数据支撑,同时也验证了该方法的适用性和可靠性。 展开更多

关键词 深部岩体 钻孔透视法 BQ法 体积节理数 超声波钻孔成像技术

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岩体体积节理数(Jv)的现场测量方法评价 被引量：28

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作者 林锋 黄润秋 +3 位作者 王胜 刘明 霍俊杰 高正 《工程地质学报》 CSCD 2008年第5期663-666,共4页

岩体体积节理数是衡量岩体完整性的重要指标之一,其现场实测方法有直接测量法、间距法、条数法等。论文分析了各现场测量方法的原理及其存在的问题,并结合实例测量成果,认为：直接测量法较准确,但测量面积要足够大;间距法结果偏小,应乘... 岩体体积节理数是衡量岩体完整性的重要指标之一,其现场实测方法有直接测量法、间距法、条数法等。论文分析了各现场测量方法的原理及其存在的问题,并结合实例测量成果,认为：直接测量法较准确,但测量面积要足够大;间距法结果偏小,应乘以1.05-1.1的修正系数;条数法受测量面方位的影响较大,应用时应有足够的样本数,以均值为基数乘以1.4-1.7的修正经验系数。 展开更多

关键词 岩体 体积节理数 岩体完整性 直接测量法 间距法 条数法 修正系数

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岩体体积节理数的统计方法及其在围岩分级中的应用 被引量：21

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作者 胡修文 胡盛明 +2 位作者 卢阳 黄磊 刘镇 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2010年第6期30-34,共5页

基于测线法而统计的一维空间的节理密度,对测线的方位较敏感,且难以全面反映节理在三维空间内的发育情况,通常难以达到足够的精确度。岩体体积节理数Jv是对节理密度的三维统计,能较好地反映节理密度。目前国内外比较流行的几种围岩分级... 基于测线法而统计的一维空间的节理密度,对测线的方位较敏感,且难以全面反映节理在三维空间内的发育情况,通常难以达到足够的精确度。岩体体积节理数Jv是对节理密度的三维统计,能较好地反映节理密度。目前国内外比较流行的几种围岩分级方法中,其评价指标都与岩体体积节理数Jv有着重要的关联。准确获得岩体体积节理数Jv对于围岩分级有着非常重要的作用。介绍了各种岩体的岩体体积节理数的统计方法及其在RMR法、Q法、GSI及BQ法围岩分级系统中的应用,并结合工程实践对其进行运用。 展开更多

关键词 岩体体积节理数 围岩分级 RQD GSI

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节理岩体体积节理数Jv的新计算公式 被引量：11

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作者 李攀峰 杨建宏 +2 位作者 杨建 赵文光 聂德新 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期240-243,共4页

岩体体积节理数Jv的定义,按照《工程岩体分级标准》采用节理间距或频率较为恰当;本文研究了岩体内发育一组、二组、三组贯通性节理的情况下,Jv定义的适宜性,指出节理正交的情况下Jv的适宜性最好,推导出Jv的修正系数为K1=|sin(n1,^n2)||c... 岩体体积节理数Jv的定义,按照《工程岩体分级标准》采用节理间距或频率较为恰当;本文研究了岩体内发育一组、二组、三组贯通性节理的情况下,Jv定义的适宜性,指出节理正交的情况下Jv的适宜性最好,推导出Jv的修正系数为K1=|sin(n1,^n2)||cos(n1×n2,^n3)|,研究表明:节理夹角越小,对Jv的影响越大;通过连通率等效途径,断续节理岩体的Jv计算公式为Jv=K1.∑Si.ni(i 3)。运用该公式可实现工程岩体裂隙发育程度的科学评价。 展开更多

关键词 节理岩体 贯通性节理 断续节理 体积节理数 JV

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岩体体积节理数的修正研究 被引量：2

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作者 李攀峰 杨建宏 聂德新 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第12期80-83,共4页

首先介绍了岩体体积节理数(JV)的定义,指出JV定义中采用节理间距或频率更为恰当。进而讨论了体积节理数计算公式的适用范围,研究表明:该公式仅适用于岩体内分布有不多于3组贯通性正交节理的情况,而一般情况下计算结果偏大。然后,通过体... 首先介绍了岩体体积节理数(JV)的定义,指出JV定义中采用节理间距或频率更为恰当。进而讨论了体积节理数计算公式的适用范围,研究表明:该公式仅适用于岩体内分布有不多于3组贯通性正交节理的情况,而一般情况下计算结果偏大。然后,通过体积、连通率修正,使JV可适用于贯通性节理岩体和断续节理岩体,客观准确地反映工程岩体完整程度。 展开更多

关键词 节理岩体 贯通性节理 断续节理 体积节理数

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岩体体积节理数表征岩体完整系数的结构面类别修正研究 被引量：9

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作者 殷明伦 张晋勋 +2 位作者 江玉生 江华 商晓旭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1133-1140,共8页

岩体完整性是评价工程岩体稳定性的重要指标之一。众多研究结果表明,岩体完整性系数Kv能比较全面地体现岩体的完整性,但其测试难度高,且不利于现场测试工作的频繁开展,需要一种更易于测量的指标。基于文献调研及大量工程实测数据,通过... 岩体完整性是评价工程岩体稳定性的重要指标之一。众多研究结果表明,岩体完整性系数Kv能比较全面地体现岩体的完整性,但其测试难度高,且不利于现场测试工作的频繁开展,需要一种更易于测量的指标。基于文献调研及大量工程实测数据,通过研究岩体体积节理数Jv与岩体完整系数Kv的关系,提出了考虑结构面类别的Jv表征Kv的修正方法。修正方法中将结构面划分为5类,明确了结构面性状定性、定量划分依据,并依据实测数据确定了结构面修正系数Jp的取值方法。对比实际工程中的实测Kv值、国标推荐换算得到的Kv值、线性拟合得到的Kv值、修正换算方法得到的Kv值,结果表明,采用修正方法得到的Kv值与实测Kv值的拟合优度更高,绝对残差较国标推荐算法和线性拟合换算结果分别减少了58%和32%,换算准确度更高。这证明了研究提出的岩体体积节理数表征岩体完整系数的结构面类别修正方法在工程应用上是可行的,可以在后续工程中推广使用。 展开更多

关键词 岩体质量评价 岩体完整性系数 岩体体积节理数 结构面类别划分 结构面类别修正

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量化GSI系统及其在估计岩体力学参数中的应用 被引量：5

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作者 翟龙象 胡修文 孔德智 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2013年第4期154-158,共5页

岩体力学参数取值是否合理对岩土工程设计与施工以及灾害防治有着重要的影响,如何准确地获取岩体力学参数是当前岩土工程中的重点与难点。本文概述了基于量化的GSI系统和Hoek-Brown经验破坏准则估算岩体力学参数的方法,并将该方法用来... 岩体力学参数取值是否合理对岩土工程设计与施工以及灾害防治有着重要的影响,如何准确地获取岩体力学参数是当前岩土工程中的重点与难点。本文概述了基于量化的GSI系统和Hoek-Brown经验破坏准则估算岩体力学参数的方法,并将该方法用来估算鸡口山隧道ZK83+230～ZK83+260段的围岩力学参数,结果表明采用该方法估算得到的围岩力学参数与试验所得的结果基本一致,从而验证了该方法的可靠性。 展开更多

关键词 量化GSI系统 HOEK-BROWN准则 岩体力学参数 体积节理数(Jv) 结构面表面等级(SCR)

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钻孔成像在GSI系统估算深部岩体力学参数中的应用 被引量：3

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作者 齐消寒 张东明 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期131-136,共6页

为提高深部岩体力学参数估算的准确性。对从某矿现场取得的岩样进行岩石力学性质试验,获得包括岩石的抗压强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角等岩石力学参数。然后,对同一位置、不同方向的多个钻孔进行钻孔成像勘探,延伸其中的结构面,联... 为提高深部岩体力学参数估算的准确性。对从某矿现场取得的岩样进行岩石力学性质试验,获得包括岩石的抗压强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角等岩石力学参数。然后,对同一位置、不同方向的多个钻孔进行钻孔成像勘探,延伸其中的结构面,联通获得其三维空间分布特征,确定岩体结构等级和结构面表面特征等级。进而,基于地质强度指标(GSI)系统和Hoek-Brown准则,建立深部岩体力学参数量化取值的新方法。研究表明,用量化GSI方法估算得出的岩体力学参数小于室内岩石力学性质试验得出的结果。 展开更多

关键词 钻孔成像技术 量化地质强度指标(GSI)系统 HOEK-BROWN准则 体积节理数 结构面表面等级

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工程岩体完整性评价的实用方法研究 被引量：38

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作者 马超锋 李晓 +1 位作者 成国文 蒲丛林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期3579-3584,共6页

采用结构面统计与结构面结合特征识别相结合的方法,从结构面几何发育特征和结合特征两方面评价工程岩体完整性。用体积节理数评价结构面几何发育特征,并引入岩体几何完整性系数Ig来表征。根据结构面张开度和充填胶结特征将其结合程度分... 采用结构面统计与结构面结合特征识别相结合的方法,从结构面几何发育特征和结合特征两方面评价工程岩体完整性。用体积节理数评价结构面几何发育特征,并引入岩体几何完整性系数Ig来表征。根据结构面张开度和充填胶结特征将其结合程度分为5级,给出各级的定性特征描述,并引入结构面结合程度系数Ip对其量化。进而定义了岩体完整性指数将岩体完整性划分为完整、较完整、破碎、较破碎和极破碎5级,并给出对应的定性特征描述和Irm值区间。结合公路隧道工程实例,分别采用文中方法、声波测试法和体积节理数测量法对隧道围岩完整性进行了评价并对评价结果进行了比较。结果表明,文中方法得到的岩体完整性指数Irm与声波测试法得到的Kv基本一致,而体积节理数量测法的评价结果整体上大于声波测试方法。 展开更多

关键词 工程地质 岩体完整性评价 结构面统计 结构面结合特征 体积节理数

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三峡库区消落带溶蚀岩体劣化指标研究 被引量：15

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作者 殷跃平 黄波林 +3 位作者 李滨 张枝华 闫国强 郑嘉豪 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2590-2600,共11页

三峡库区水位消落带岩体劣化松动使得部分岸坡加速朝不稳定方向演化,给溶蚀岩体岸坡带来了工程灾变效应问题。本文提出了利用高程175 m附近区域的岩体替代未受蓄水影响的岩体的"比拟法",统计分析岩体劣化情况。定义、改进和... 三峡库区水位消落带岩体劣化松动使得部分岸坡加速朝不稳定方向演化,给溶蚀岩体岸坡带来了工程灾变效应问题。本文提出了利用高程175 m附近区域的岩体替代未受蓄水影响的岩体的"比拟法",统计分析岩体劣化情况。定义、改进和统计了岩体劣化变量Det、岩体体积节理数增量ΔJ_(v)和地质强度指标变化值ΔGSI。通过对库区10个典型溶蚀岩体的劣化程度及地质强度指标的研究,提出溶蚀岩体劣化程度的量化指标,并建立其与地质强度指标的相关关系。岩体劣化造成了地质强度指标的下降;强烈劣化时,ΔGSI≤-4.0;ΔGSI与Det满足指数函数关系,ΔGSI和ΔJ_(v)满足线性负相关。提出了岩体劣化随时间演化的三种模式,其中两种模式最终会进入加速劣化状态;岩体结构经由两条路径演变为碎裂结构。同时,讨论了岩体劣化与岸坡亚稳定阶段的关系。研究成果为系统开展三峡库区峡谷段消落带岩体劣化程度勘查、监测和风险防控提供了新的方法。 展开更多

关键词 岩体劣化变量 改进的岩体体积节理数 地质强度指标变化值 劣化发展模式 三峡库区

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岩体完整性对载荷干扰定量分析的影响——以天津小辛庄应变为例 被引量：3

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作者 雷生学 刘建波 +5 位作者 闫伟 宋田 李昊 李恩健 朱冰清 李颖楠 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1600-1613,共14页

定点形变观测是监测地壳形变和捕捉地震前兆的重要手段,具有广阔的应用前景。在定点形变的日常观测中,经常碰到各种“载荷干扰”,然而,在定量分析此类干扰的影响时,不少研究没有考虑具体场地岩体的完整(破碎)程度,简单地采用了通用的“... 定点形变观测是监测地壳形变和捕捉地震前兆的重要手段,具有广阔的应用前景。在定点形变的日常观测中,经常碰到各种“载荷干扰”,然而,在定量分析此类干扰的影响时,不少研究没有考虑具体场地岩体的完整(破碎)程度,简单地采用了通用的“岩石弹性模量”而非“岩体弹性模量”,从而影响到最终结果的解释及异常或干扰的识别与排除。文中以天津蓟县小辛庄的洞体应变为例,阐明应当考虑具体场地岩体的完整性,才能更准确地评估外界载荷干扰的影响。野外调查及数值模拟结果表明:1)小辛庄周围岩体的体积节理数普遍>32条/m^(3),达到比较破碎的程度;2)研究区岩体的弹性模量仅为完整岩石弹性模量的0.10~0.19倍,即在相同的应力条件下,外界载荷干扰的影响将被放大5~10倍;3)2019年9—11月于桥水库蓄水期间,水库水位的上升对小辛庄应变SN向所产生的压缩应变理论值为(93.76~200.91)×10^(-8),约占实际观测值的10%~21%;4)2019年9月小辛庄洞体应变出现的破年变变化并非是地震前兆异常,而有可能是受于桥水库的库容变化影响所致。 展开更多

关键词 形变观测 载荷干扰 岩体完整性指数 弹性模量 节理统计 体积节理数

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煤矿岩体分级定量指标的相关关系研究 被引量：2

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作者 蒋兆晖 孟益平 张连福 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期722-726,共5页

文章对淮北临涣煤矿收集的矿井巷道岩石样本进行点荷载、超声声速和抗压强度试验,通过对试验结果的相关分析,说明岩石标准抗压强度与超声声速、点荷载的相关性,得到抗压强度、超声声速和点荷载之间的函数关系式;由测量数据计算岩体完整... 文章对淮北临涣煤矿收集的矿井巷道岩石样本进行点荷载、超声声速和抗压强度试验,通过对试验结果的相关分析,说明岩石标准抗压强度与超声声速、点荷载的相关性,得到抗压强度、超声声速和点荷载之间的函数关系式;由测量数据计算岩体完整性系数、岩体体积节理数和岩石质量指标修正的岩芯采取率,并分析其相关关系。 展开更多

关键词 抗压强度 点荷载强度 超声声速 岩体完整性系数 岩体体积节理数 岩石质量指标修正的岩芯采取率

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论工程岩体完整性的评价方法 被引量：24

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作者 胡文寿 张显志 《西安工程学院学报》 2001年第3期50-54,共5页

目前国内外对工程岩体完整性的评价方法很多 ,均从某一侧面间接反映了岩体的完整程度 ,缺乏科学性。结合工程勘察实践及相关学科的研究 ,对岩体完整性评价 ,建立了KY、RID新公式 。

关键词 工程岩体 完整性 稳定性 评价方法研究 RQD法 岩体体积节理数

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