[发明专利]工程岩体结构形态评估方法

权利要求书

1.一种工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对工程岩体进行冲击成孔，实时记录并存储钻孔过程中的随钻参数；成孔后，采用高清相机沿钻孔深度进行全孔成像；

步骤二：对随钻参数进行过滤；采用主成分分析方法对随钻参数进行降维处理，确定两个主成分及计算参数；

步骤三：根据孔内成像照片，将孔内岩体状态分为若干类型；根据计算参数，分别绘制每种类型岩体的主成分密度图，确定第一主成分；

步骤四：绘制每种类型岩体的第一主成分的概率密度曲线，划分各种类型岩体的第一主成分区间；

步骤五：根据随钻参数，计算第一主成分数值，确定岩体状态类型。

2.如权利要求1所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，采集的随钻参数不少于5个，至少包括钻进深度、钻进速率、钻压、扭矩和转速。

3.如权利要求1所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，高清相机通过钻杆推送至孔内，并通过有长度标记的电缆记录拍摄孔壁对应的孔深。

4.如权利要求3所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，高清相机与钻杆直径均小于孔径2cm及以上，电缆长度标记的最小刻度为1cm。

5.如权利要求2所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，所述步骤二中对随钻参数进行过滤具体为：根据完整的数据集，对钻进速率、钻压、扭矩和转速均保留95％置信区间内的数据进行分析，过滤掉剩余5％的数据。

6.如权利要求5所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，所述步骤二中主成分分析方法具体为：1)按照钻进速率钻压扭矩钻速变化率归一化钻压扭矩变化率转速的次序，将所有参数纳入主成分分析；2)计算得到前两个主成分累积贡献率小于80％时，依次去掉排序靠后的参数重新进行主成分分析；3)直到前两个主成分累计贡献率达到80％及以上时，确定最终计算参数。

7.如权利要求6所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，所述步骤三中，根据孔内成像照片，将孔壁岩体状态分为4类，分别为完整岩体、破碎岩体、塌陷区及孔洞。

8.如权利要求7所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，绘制每种类型岩体的主成分密度图，确定第一主成分，其步骤具体包括：1)根据钻孔成像记录，分别找出4类孔内结构形态在钻孔内对应的深度范围；2)根据深度范围，找出对应的钻进参数和所述计算参数；3)采用所述主成分分析方法，绘制主成分密度图；4)根据分布图的重叠、错开情况，确定第一主成分。

9.如权利要求8所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，所述步骤四中绘制4条概率密度曲线，其交点对应的第一主成分坐标值即为分界点，一共得到4个分界点，5个区间，对应5种孔内结构形态。

10.如权利要求9所述的工程岩体结构形态评估方法，其特征在于，所述步骤五中对于新的钻孔，采用步骤一～三，得到第一主成分计算值，再根据步骤四将其划入对应的区间，确定孔壁结构形态类别，实现利用随钻测量参数识别工程岩体结构形态。