[发明专利]一种地下工程锚注质量评价方法

摘要

本发明公开了一种地下工程锚注质量评价方法，包括注浆前数据采集注浆后数据采集根据注浆前后采集到的数据，分别计算注浆前后的钻孔取芯提高率K1、内摩擦角提高率K2、粘聚力提高率K3、残余强度提高率K4、波速提高率K5、松动范围缩小率K6、钻压提高率K7以及扭矩提高率K8；利用权重分析法，建立注浆前后岩体强度定量评价指标，对围岩锚注质量进行定量评价，并与现场锚注质量统计标准值进行比较。本发有益效果本发明属于多因素综合评价方法，克服了传统单因素法准确性不高的缺点，使评价效果更具全面性、合理性。

主权项

一种地下工程锚注质量评价方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，注浆前数据采集：步骤(1‑1)，注浆前，对围岩进行钻孔取芯，计算围岩取芯率QXL；所述步骤(1‑1)中，注浆前围岩钻孔取芯率具体为：QXL＝X1/X其中，X1为设定距离以上岩芯累计长度，X为钻孔长度；步骤(1‑2)，对所取岩芯试件进行三轴压缩试验，分别确定试件的内摩擦角粘聚力c以及残余强度σp；所述步骤(1‑2)的具体方法为：通过三轴压缩试验测得的三向主应力σ1、σ2、σ3，以1/2×(σ1‑σ3)为纵坐标，1/2×(σ1+σ3)为横坐标，将各点绘制在直角坐标轴上，然后采用最小二乘法拟合成最佳关系曲线；在所述曲线上选择若干组对应值，其中每一个岩芯试样为一组，分别以每一应力组的1/2×(σ1+σ3)值为圆心，以1/2×(σ1‑σ3)值为半径，在τ‑σ图上绘制应力圆，并作这些圆的包络线，据此确定注浆前的围岩试件粘聚力c和内摩擦角同时根据应力‑应变曲线得到围岩试件的残余强度σp；步骤(1‑3)，测出距离围岩表面不同深度的岩体波速a，得到围岩松动圈的范围d；所述步骤(1‑3)的具体方法为：在围岩上选取一定数量的测点，用声波探测仪在各测点测得岩体波速随深度变化的数据，并绘制出岩体波速随孔深变化的曲线，将某深度范围内岩体波速总体小于围岩破损波速临界值的深度定义为围岩松动圈范围di，其中i代表第i个测点，将各测点的围岩松动圈范围取均值得到平均围岩松动圈范围d；其中，围岩破损波速临界值根据工程经验和专家数据库资料确定；步骤(1‑4)，分别得到钻头钻速v、转速N、扭矩M以及钻压P；所述步骤(1‑4)的具体方法为：用带有角片钻头的静力旋切仪对围岩进行钻孔，记录当探头的钻速和转速不变时，扭矩和钻压的变化；所述的钻速与转速、钻压的关系为：v＝R1PN；钻速与转速、扭矩的关系为：v＝R2MN；其中，v为钻头钻速，N为转速，M为扭矩，P为钻压，R1、R2分别为比例系数；步骤2，注浆后数据采集：注浆后，采用与步骤1相同的方法，分别得到与步骤1中相对应的注浆后的数据；所述步骤2中，计算注浆后相应参数的方法与步骤1中相同，其中，注浆后对围岩进行钻孔取芯时，选取与注浆前相同深度、相同位置处的试件；进行静力旋切时，钻头的钻速和转速与注浆前相同；步骤3，围岩注浆前后岩体强度评价参数的确定：根据步骤1和步骤2中注浆前后采集到的数据，分别计算注浆前后的钻孔取芯提高率K1、内摩擦角提高率K2、粘聚力提高率K3、残余强度提高率K4、波速提高率K5、松动范围缩小率K6、钻压提高率K7以及扭矩提高率K8；所述步骤3中，钻孔取芯提高率为K1＝(QXL′‑QXL)/QXL；围岩内摩擦角提高率为粘聚力提高率K3＝∑B3j(c′j‑cj)/cj，残余强度提高率K4＝∑B4j(σ′pj‑σpj)/σpj；波速提高率K5＝(a′‑a)/a，松动范围缩小率K6＝(d‑d′)/d；钻压提高率K7＝(P′‑P)/P，扭矩提高率K8＝(M′‑M)/M；其中，B2j、B3j、B4j分别为对应不同试件的相关系数，QXL、QXL′分别为注浆前、后围岩取芯率，分别为注浆前、后不同钻孔深度处试件的内摩擦角，cj、c′j分别为注浆前、后试件的粘聚力，σpj、σ′pj分别为注浆前、后试件的残余强度，a、a′分别为注浆前、后围岩的波速平均值，d、d′分别为注浆前、后松动圈范围，P′、P分别为注浆前、后静力旋切仪的钻压，M′、M分别为注浆前、后静力旋切仪的扭矩；步骤4，锚注质量定量评价：基于步骤3中得到的围岩注浆前后岩体强度评价参数值，利用权重分析法，建立注浆前后岩体强度定量评价指标，对围岩锚注质量进行定量评价，并与现场锚注质量统计标准值进行比较；所述步骤4中，通过加权得到围岩注浆前后岩体强度的综合评价指标K＝∑CiKi，其中，Ci为权重系数，i＝1、2、…、8，其大小应根据围岩注浆前后岩体强度评价参数K1～K8的大小进行分配，且满足∑Ck＝1；将综合评价指标K值与地下工程现场锚注质量统计标准值K0比较，定量评价锚注质量。