岩体质量分级

摘要： 岩体稳定性一直是矿山开采的重点关注问题,对岩体工程质量和稳定性做出正确评价,是岩体开挖、支护设计、回采设计及保障生产安全必不可少的前提条件。以某铁矿工程地质条件为背景,首先采用结构面数字识别系统ShapeMetriX 3D对井下岩体进行结构面调查分析,包括结构面倾向、倾角、线密度、结构面条数、体密度等;再对岩石试件进行力学实验测试,得出单轴饱和抗压强度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等;在此基础上采用BQ分级标准,对矿岩质量进行分级和稳定性评价。结果表明,该铁矿首采区矿岩稳定性级别以Ⅴ级为主,其次是Ⅳ级,整体稳定性较差。研究结果可为矿山采矿方法选择及采场结构参数优化提供基础数据,为矿山安全开采提供保障。

摘要： 岩体质量分级是判断岩体质量好坏,保障矿山工程安全和合理开展的重要基础工作。采用立体成像技术,从岩体图像信息分析和三维点云信息识别出发,通过分析点云空间三维信息得到了岩体的结构面分布情况,基于岩体表面图像信息分析得到了节理形态、风化程度等信息;提出了基于RMR法的节理岩体质量快速分级方法,并结合节理岩体实例进行了应用可行性探讨。该方法能够为岩体质量分级初步的快速判别和应用提供参考。

摘要： 以金川二矿区深部某中段采准巷道为工程背景,通过应用Q分级方法,地质力学类法(RMR法)、地质强度指标(GSI)进行岩体质量分级和岩体力学参数估算,应用经验公式和理论分析法进行中段采准巷道支护设计。在此基础上,分别对比未支护和支护两种条件下巷道变形和破坏特征,确定采用设计的支护方案可有效降低巷道围岩变形程度并降低围岩塑性区深度,进一步验证表明,为该矿深部采准巷道稳定性控制提供的支护结构参数是合理的。同时,也发现巷道围岩浅层破坏以拉破坏为主,而围岩深层破坏以剪切破坏为主。

摘要： 合理的采场结构参数是保证深部矿山安全高效生产的前提。为应对深部金属矿山高应力、岩体质量变差这一问题,提出了一种分段空场嗣后充填采场结构参数设计方法。以岩体质量分级为基础,借助RMR临界跨度图表和Mathews稳定性图表初步确定采场结构参数;利用RS2数值软件和Mathews稳定性图表对采场稳定性进行分析,最终确定最优采场结构参数。以三山岛金矿分段空场嗣后充填法采场为研究对象,利用Q、RMR和GSI 3种岩体质量评价方法对采场矿岩进行岩体质量分级,并估算了其岩体力学参数,在此基础上计算得到两种采场结构参数方案,对最易发生失稳破坏的上盘围岩进行了稳定性分析,最终确定8 m×15 m×15 m作为最优尺寸,为矿山采矿方法设计提供了一定的依据。

摘要： 针对传统地下开采矿山岩体质量评价指标之间存在信息冗余的问题,以国内某海下开采金属矿山为例,选用岩石单轴饱和抗压强度、岩体质量指标RQD值、结构面状况等8个指标作为评价指标,采用主成分分析法对评价指标进行降维处理,获得方差累积贡献率达94.873%的前2个主成分,根据单指标分类区间构造5个岩体质量等级,建立岩体质量评价的EWM-TOPSIS评价模型。研究结果表明:相对传统的可拓评价方法,PCA-EWM-TOPSIS耦合算法对岩体质量分级结果的准确率达88.2%,评价结果与可拓评价方法评价结果基本一致,且PCA-EWM-TOPSIS耦合算法解决了评价指标过度冗余的问题,大大简化了计算过程,提高了岩体质量评价的效率。该方法具有良好的工程应用价值,可以应用于地下开采矿山岩体质量分级中。

摘要： 合理的岩体质量分级是地下金属矿山采矿及支护设计的重要依据,为了准确划分破碎矿体岩体质量分级,在工程地质调查及岩石力学试验的基础上,依次采用RMR分级法、Q系统法、BQ法三种分类方法进行破碎岩体质量分级,并对多元数据进行归一化处理,从而得到改进的破碎岩体质量分级判定标准。研究结果表明,基于多元数据归一化处理的岩体质量分级方法适用于萨热克铜矿破碎矿岩体,矿体质量分级归一化平均值Z=0.57,综合判定为Ⅲ级(接近于Ⅱ级),属于中等稳固岩体。多类岩体质量分级方法的归一化处理可避免由于单一方法参数选取误差而造成的失真,处理结果与工程实际一致性较高,适用于同类围岩质量分级评价。

摘要： 分析了《工程岩体分级标准》(GBT50218-2014)(简称《国标》)[1]中给出了地下工程[BQ]的计算公式存在的不足,并在参考RMR法修正研究成果,改进了BQ法中初始应力状态影响修正系数K3的取值方法,提出了针对BQ法的深卸荷影响系数Ks,优化了地下工程[BQ]的计算公式。研究表明:优化后的BQ法得到的岩体质量分级结果与现场定性分级结果吻合率更高,也更符合叶巴滩水电站工程实际。

摘要： 复杂采场存在矿岩强度低、侧帮与顶板易坍塌等风险,其采场结构参数的确定及采矿方法的选择是当今采矿技术的一大难题。以某铁矿复杂采场为背景,进行采场结构参数数值模拟及采矿方法优化研究。首先进行岩体力学实验和现场结构面调查分析,在此基础上采用BQ值分级法进行采场岩体质量分级;然后基于岩体质量分级结果,按采场宽度分别为10、12、14、16、18 m,采场高度分别为15、20、30、45、60 m,分为单矿房、两矿房、三矿房、四矿房开采等4种情况,分别对每种情况下采场应力、位移、塑性区分布云图进行模拟计算和对比分析,以确定合理的矿房宽度和长度参数;最后结合分析结果并考虑安全及经济等因素,提出2种回采方案。研究结果可为类似采场结构参数的确定及采矿方法的选择提供参考。

摘要： 通过对矿区开展大量的节理裂隙与岩体结构面等工程地质调查,得到40个矿岩样本的基本特征分布情况.在结合专家学者以往经验的基础上,最终通过因子分析筛选得到5个影响指标作为岩体质量分级预测模型的研究变量.借助R语言,开展了基于K折交叉验证方法的岩体质量分级预测模型的研究,确定了适用于该萤石矿山的最优预测模型为随机森林模型.通过三维数值模拟的方式研究了巷道赋存在不同等级岩体状态下,宏观力学行为及支护效果,对前坪仔矿区安全生产提供了科学的参考依据.

摘要： 内蒙古黑牛王铅锌矿地压显现明显,矿体松散破碎,开采损失贫化大.在采动作用下常出现局部冒落,严重影响了矿山的安全生产.为维护巷道的稳定性,通过对黑牛王铅锌矿的现场工程地质调查,结合室内岩石力学实验,基于Q、RM R、GSI分级对矿区岩体进行质量评价,并通过理论分析,在岩体质量分级结果的基础上提出采用分类支护方法.围岩较稳固区段,可先采用网度为2.0m×2.0m的管缝式锚杆临时支护;围岩较破碎区段,顶板采用树脂锚杆,两帮采用管缝式锚杆+金属网+双筋条支护,锚杆长度为2.4m,锚杆间排距为1.2m,局部不稳定性区段喷射混凝土,喷射混凝土厚度至少为50mm,强度C20,支护区段距离掘进工作面最大未支护距离为8m.本研究对有效控制巷道围岩变形、冒落,增大巷道成型率,大幅度降低矿山支护成本具有一定的理论意义.

摘要： 针对日趋成熟的工程地质三维建模及二维地质制图技术,为了提升地质数据及三维曲面模型的使用价值,建立立方网,利用天然边坡地质曲面模型和开挖面曲面模型进行区域拆分,实现了边坡开挖料的覆盖层、强风化、弱风化、断层及影响带等地质对象单元方量的分类统计,为开挖料储量计算及可利用量分析快速精确的提供了有效依据;导入勘探数据后,结合DSI(离散光滑插值)方法,获得参数指标在立方网空间上的分布结果,采用RMR分级方式进行开挖边坡岩体质量分级,为开采边坡稳定性评价提供了依据.实践表明,基于曲面模型,除完成常规的地质界面推测模拟与工程出图之外,关联数据库承载属性后的信息模型有着更多的用途,对于勘探数据及三维曲面模型的价值提升具有较大的意义.

摘要： 在岩体质量分级的方法中，决策树模型是最受欢迎的分类模型之一，而构建决策树的算法很多，其中最具代表性的是ID3和C4. 5算法。rn 采用C4.5算法，在深入分析目前具有代表性的几种岩体分类方法的基础上，综合选取了代表岩石强度的Rc(岩石单轴饱和抗压强度)、岩体结构的RQD(岩石质量指标)、Kv(岩体完整性系数)、Vp(纵波速度)、D(节理间距)以及地下水的因素ω(单位吸水量)3方面的指标作为属性参数，并采用5类的类属性进行建树。rn 利用建立的决策树对现有岩体质量重新进行分类，其结果与工程勘察分类结果一致，表明该方法具有较好的工程实用性，为岩体质量分级研究提供了一种新的思路。

摘要： 岩体质量分级是一种总体设计方法,是通过观测调查与分析研究来阐述与设计目标及场地地质条件相符合的总体设计原理.影响岩体质量分级准确性的因素非常复杂,是非线性的,有的还是定性指标,而神经网络不仅能考虑定量因素,而且能考虑定性因素.因此神经网络适用于解决岩体分级问题.系统分析影响岩体质量分级的因素指标,构建岩体质量分级的神经网络模型,经过对网络模型的训练与检验,证实神经网络具有较好的收敛性和稳定性.在岩体质量分级中应用具有很好的实用性.

摘要： 针对某大型洞室的稳定性分析问题,通过应用Q岩体稳定性分级及Mathews图表法,对洞室围岩体进行稳定性分级,并应用三维激光数字测量系统对不同稳定性区域进行量测,探测不同围岩体稳定性区冒落面积和冒落体积,在此基础上应用FLAC3D动态分析不同围岩稳定等级,及其围岩应力－位移－塑性区分布空间状态,研究结果表明:该方法能够准确获取洞室三维形态、空间位置、围岩体冒落面积、冒落体积以及不同围岩稳定性等级、开挖过程塑性区分布空间状态,研究结果为大型洞室支护参数设计与优化提供了基础数据.

摘要： 本发明公开了一种用于提高花岗岩岩体质量等级的灌浆加固补强材料，包括以下重量份数的组分：水泥85-90份，石膏6-12份，膨胀剂1.5-2.5份，减水剂1-1.8份，缓凝剂0.2-0.5份，早强剂0.02-0.05份。本发明，在施工现场加入30-40%重量比的水，用搅拌机拌和成均质浆料，浆料在一定压力的作用下，快速注入开挖工作面的岩体裂缝中，快凝、快硬、小时强度发展快、高强微膨胀，可确保充满岩体中细微的裂缝，3-5小时即可凝结硬化达到很高的强度，使受损的花岗岩得到加固补强，迅速提高破碎岩体的岩石质量等级，并且可抵抗爆破冲击对岩石的破坏作用，加快施工进度。

摘要： 本发明公开了一种用于提高花岗岩岩体质量等级的灌浆加固补强材料，包括以下重量份数的组分：水泥85-90份，石膏6-12份，膨胀剂1.5-2.5份，减水剂1-1.8份，缓凝剂0.2-0.5份，早强剂0.02-0.05份。本发明，在施工现场加入30-40%重量比的水，用搅拌机拌和成均质浆料，浆料在一定压力的作用下，快速注入开挖工作面的岩体裂缝中，快凝、快硬、小时强度发展快、高强微膨胀，可确保充满岩体中细微的裂缝，3-5小时即可凝结硬化达到很高的强度，使受损的花岗岩得到加固补强，迅速提高破碎岩体的岩石质量等级，并且可抵抗爆破冲击对岩石的破坏作用，加快施工进度。

摘要： 本发明提供一种正态分布拟合岩体波速划分岩体质量分级的方法，包括如下步骤：步骤一、将实测的岩体波速数据按从小到大排序，并统计各波速数据的个数，将波速数据概率归一化；步骤二、利用最小二乘法下正态分布概率密度函数拟合概率归一化后的波速数据，得到岩体波速数据模型函数；步骤三、利用正态分布概率密度函数f(x,μ,σ)曲线在x＝μ±σ处为拐点的特性，在岩体波速数据模型函数F(x)中以x＝μ

摘要： 本发明提供一种正态分布拟合岩体波速划分岩体质量分级的方法，包括如下步骤：步骤一、将实测的岩体波速数据按从小到大排序，并统计各波速数据的个数，将波速数据概率归一化；步骤二、利用最小二乘法下正态分布概率密度函数拟合概率归一化后的波速数据，得到岩体波速数据模型函数；步骤三、利用正态分布概率密度函数f(x,μ,σ)曲线在x＝μ±σ处为拐点的特性，在岩体波速数据模型函数F(x)中以x＝μ

摘要： 本发明提供一种基于围岩扩容规律的开挖扰动岩体质量分级方法。方法包括：针对隧道的岩石进行三轴压缩试验，以获得荷载作用下岩石强度和体应变的演化规律；根据隧道地质情况和设计参数，建立隧道开挖扰动效应分析模型。并对隧道开挖过程进行数据仿真；确定隧道周边围岩体应变分布规律；基于计算结果和开挖扰动系数，进行开挖扰动影响分区，并根据扰动区分区范围确定考虑开挖扰动影响的岩体质量分级。因考虑了开挖扰动的影响，使得高地应力隧道围岩分级更为合理，避免高地应力隧道岩体质量分级与掌子面揭露岩体情况存在较大差异的情况的发生。

摘要： 本发明公开了一种基于集对分析的岩体质量分级评价方法，将集对分析的理论嵌入到岩体质量分级评价中，采用联系数将评分区间边界上的突变进行连续化处理，从而能克服传统岩体质量分级方法的对区间边界上的评价判断受到人为因素影响较大的缺点。该基于集对分析的岩体质量分级评价方法具有较好的普适性和较高可靠性，适用于绝大多数岩体的质量分级评价。

摘要： 本发明公开了一种种岩体质量非线性模糊分级方法，一、根据施工方法，确定单因素类型：饱和单轴抗压强度、岩石质量指标、不连续面间距、不连续面状态系数、地下水；二、确定最终评判类别以及对应的单因素类别，将岩体质量分为I‑V级；三、作出单因素评价，确定模糊关系矩阵：归纳解析隶属函数，选用“S”型分段曲线，计算各级的隶属度，完成单因素评判；四、层次分析法建模步骤：1)建立递阶层次结构模型；2）构造各层次所有判别矩阵；3）层次单排序及一致性检验；4）层次总排序及一致性检验；五、综合评判。本发明基于已有相关理论与实践成果的基础上，在岩体质量分级中引入层次分析法、模糊评判法，进行岩体质量非线性模糊评判分级。

摘要： 本发明公开了一种各向异性岩体质量分级方法，包括如下步骤：S1、以现场实测的岩体结构面网络数据、结构面摩擦强度数据，以岩石的弹性模量与泊松比的实测或经验数据为基础，计算岩体全空间方向弹性模量Em；S2、将获得的Em换算成岩体质量的RMR分级指标，得到级别值，并计算出的岩体质量分级全空间方向数据，绘制全空间赤平投影图；S3、通过下式计算出岩体质量级别的各向异性比、岩体质量弱化系数。本发明只需要进行若干组岩体弹性模量现场测试作为校核，即可将计算结果用于岩体质量分级。由此可以大幅度减少岩体现场测试工作。

摘要： 本发明公开了一种基于游标尺形式的岩体质量分级转换方法，包括以下步骤：通过五级分级所依赖的数值建立与RMR和Q的一一对应关系，对水电和BQ分级仍然采用五级的形式表示；在后台建立BQ值、水电T值、Q值、和RMR值之间对应关系；以BQ、T、Q、RMR中的任何一种为基础，创建数值标尺，作为换算的参照基准，基于上一步骤的工作，建立其他三种数值与标尺的对应关系。本发明克服了现有技术存在的国内和国际方法之间缺乏一一对应的矛盾，实现了国内岩体分级与国际岩体评分系统的实时换算。本发明以“游标尺”的形式，形象、直观地表达各方法之间的换算关系。而且，本发明具有较好的可靠性和应用广泛性，还具备较好的扩展使用功能。

摘要： 本发明公开了一种利用钻孔岩芯进行岩体质量连续评价方法及系统，利用岩芯数据进行岩体质量的分级与评估，实现评价结果的可视化。该方法包括以下步骤：获取钻孔信息以及岩芯图像信息，并建立钻孔基本信息数据库和岩芯图像数据库；设定最小测量范围，将整个钻孔长度范围划分为多个最小测量范围；计算每个最小测量范围内岩体质量分级指标，并建立岩层分级指标记录数据库；基于RMR岩体质量分级标准对每个最小测量范围内所有岩体质量分级指标进行评分并求和，得到每个最小测量范围内所有岩体质量评价结果；基于二维云图和三维图对钻孔全长范围内所有最小测量范围内岩体质量评价结果进行可视化处理。