工程岩体质量三维可视化评价及其在某矿山的应用

摘要

岩体质量评价是沟通岩体工程勘察、设计和施工的桥梁与纽带，受到国内外工程地质界的高度重视。对岩体做出准确而合理的质量评价，对可利用岩体做出判别，揭示岩体的基本力学特征，是岩体稳定性评价的基础，也是正确指导设计、合理制定施工方案的重要保证，更是工程投资预算的主要依据，尤其是在大型工程建设中的岩体质量评价更具重要意义。 自然崩落法是一种依靠岩体内部的自然力来达到矿石的破碎，并依靠重力来进行矿石运搬的大规模地下采矿方法。矿岩的可崩性是自然崩落法可行性研究的重点。完整岩石强度、RQD值、岩体原岩应力节理间距、节理条件、地下水、岩体原岩应力及其它参数对矿体的可崩性都有影响。 本文首先介绍了国内外工程岩体质量评价的不同方法和研究进展，分析了各评价方法的特点、局限性和相互之间的关系。在分析了矿体的工程地质条件及各种力学特性的基础上，建立起大规模的地质数据库，并得出评价指标的统计分布规律。之后利用矿业工程软件SURPAC建立的模拟实际状态的三维地质实体模型作为分析对象，利用SURPAC软件将各评价参数导入块体模型，对各个未知区域进行参数估值，进行分析计算，利用可崩性分级法分析计算出的结果，对整个矿区岩体质量进行分级分区。最后结合工程经验对结果作了进一步的结论和建议。 以往对于可崩性的评价方法大都是在隧道围岩稳定性分析的基础上发展起来的，各种方法都有一定的片面性。本文的创新在于把计算机强大的数据处理能力应用到可崩性的分级研究中来，极大的方便了对数据的管理和利用。本文的创新还在于确定了各参数的估值方法，利用块段模型参数估值来研究矿岩可崩性及岩体质量分级分区。利用计算机技术结合国内某矿的实际，建立了各类三维可视化模型，对矿体三维地质实体模型进行了区域化评价。最后综合以上研究成果，对岩体质量进行评价，并做出了评价模型，提出了某矿矿岩自然崩落法可崩性评价方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的来源与背景

1.2研究的目的和意义

1.3国内外研究现状

1.3.1 Q值法

1.3.2 RMR系统分类法

1.3.3 MRMR系统分类法

1.3.4地质强度指标法(GSI)

1.4本文研究的技术路线

第二章矿区工程与水文地质调查

2.1工程与水文地质调查方案

2.2工程与水文地质调查规范

2.2.1钻孔岩芯调查规范

2.2.2岩体原位观测调查规范

2.2.3特殊情况的处理

2.3工程地质调查钻孔设计与施工

2.3.1钻孔工程设计

2.3.2钻孔工程施工

2.4坑道构造调查

2.5岩芯点载荷试验

2.5.1岩芯点载荷试验取样原则

2.5.1数据记录表格

2.5.2各钻孔岩芯点载荷试验情况简述

2.6本章结论

第三章钻孔和坑道调查数据分析

3.1原理及方法

3.1.1结构面几何参数分布形式及分布参数的确定方法

3.1.2赤平投影原理

2.4.3极点密度等值线绘制原理和方法

3.2节理间距统计分析

3.2.1基于钻孔的节理间距统计分析

3.2.2基于区段的节理间距统计分析

3.3 RQD值统计分析

3.4节理表面粗糙度分析

3.5节理张开度分析

3.6结构面产状统计分析

3.6.1基于钻孔数据的结构面产状分析

3.6.2基于坑道调查数据的结构面产状分析

3.7岩芯单轴抗压强度统计分析

3.7.1基于岩性的岩芯单轴抗压强度统计分析

3.7.2基于钻孔的岩芯单轴抗压强度统计分析

3.8本章结论

第四章矿岩可崩性评价

4.1矿岩可崩性评价模型

4.1.1可崩性评价区域实体模型

4.1.2可崩性评价中各参数样品空间分布研究

4.1.3评价范围内块段模型的建立

4.2评价范围矿岩可崩性评价及分区

4.2.1基于劳布施尔评价标准的矿岩可崩性统计分析

4.2.2基于上\下盘、矿体等区域的矿岩可崩性评价

4.2.3基于勘探线线间区域的矿岩可崩性分析评价

4.3本章结论

第五章结论与建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间期间发表论文情况