[发明专利]围岩分级的反演方法

权利要求书

1.围岩分级的反演方法，其特征在于，S1、在施工现场对开挖揭露的围岩露头的结构进行测量，确定结构发育面的组数、岩体的结构面特征，从现场获得的岩体的结构面特征包含且不限于岩体结构面的产状、形状、迹长、间距分布、线密度、隙宽、粗糙度在内的实测资料；分析各组结构面产状的分布规律、均值与众数表示法及差别，结构面线密度与面密度、体积密度三者之间的关系，结构面迹长与半径及直径的关系，测线密度与方向RQD值求取方法；

S2、基于S1的数据，应用岩体本构理论及强度理论与结构面基本参数的关系，由此从结构面参数获得岩体分级参数：在不计裂隙水压力的情况下，岩体弹性模量比的统计岩体力学计算公式是：

式中：E(MPa)和ν分别是岩块的弹性模量和泊松比，m为结构面组数，E_m为有某组结构面存在下的岩体弹性模量值，λ(1/m)、为该组结构面的法线密度和结构面半径，δ为结构面法线与荷载方向夹角，k和h分别为结构面应力状态因子和结构面剩余剪应力系数，表达式如下：

其中，t为结构面上的剪应力，C_j、φ_j为结构面抗剪强度参数；

由于在结构面受压时k＝0，而在结构面受拉张开时k＝h＝1，因此有：

S3、建立岩体弹性模量与RMR和Q岩体质量分级之间的关联性：

通过计算获取岩体的弹性模量E_m，即可由上两式求出相应的RMR评分值，然后再由RMR＝9ln(Q)+44，有：

即可得到相应的Q评分值；

S4、利用开挖后实测的优势结构面各向参数，计算开挖面附近围岩在空间各个方向的弹性模量比值得到相应的RMR值，最终进行围岩质量等级的调整。

2.根据权利要求1所述的围岩分级的反演方法，其特征在于：S1中式(5-1)中，夹角δ余弦表达式如下：

cosδ_si＝n_s1n_i1+n_s2n_i2+n_s3n_i3＝n_sjn_ij  (5-2)

在式(5-2)中，nij为各组结构面优势产状，可得结构面的法线方向余弦为：

n_i1＝-cosα_isinβ_i

n_i2＝sinα_isinβ_i

n_i3＝cosβ_i

其中分别为各组结构面的优势倾向和倾角。

3.根据权利要求2所述的围岩分级的反演方法，其特征在于：n_sj为假设在空间范围内存在一条测线，测线产状为走向α_s，倾角β_s，那么测线的方向余弦可表示为：

n_s1＝cosα_scosβ_s

n_s2＝-sinα_scosβ_s

n_s3＝sinβ_s。