基于空间插值的工程岩体RQD预测方法

作为工程实际中评价岩体性质的重要指标,RQD的应用已相当广泛。但工程岩体中RQD值的分布存在一定的结构性和随机性,因此,通过对特定位置钻探获取的RQD值无法很到位地表达整个空间区域的实际岩石质量。为了弥补这方面的不足,统计学中的空间插值法为此提供了有力的手段。考虑到空间RQD分布存在各向异性,以及在工程坐标系中很难描述RQD分布的结构性,首先计算工程坐标系下已获取RQD值的主要黑塞方向（pHd）;然后构建空间旋转与比例缩放矩阵对其进行坐标标准化处理。在标准化的空间中,引入Kriging插值法,采用变异函数描述RQD在标准空间结构上的变化,建立其空间变异规律的数学模型,并对其进行插值计算;最后将标准空间进行坐标逆变换,实现了对工程坐标系下RQD分布的预测。利用R语言编程将该方法应用于工程实例,结果表明,这种空间插值法能够有效地预测工程岩体中RQD值的分布规律,弥补了局部钻探的局限性。     

运用结构面模拟技术分析岩体质量特征

在总结以往岩体质量分类经验基础上，突出岩体的结构特征分析与研究，阐明了岩体质量评价的理论、方法、指标体系，结合实例建立了一种简洁、实用的岩体质量评价体系。在这一系统中，突出了岩体结构面网络模拟分析在评价中对确定RQD值的重要作用，解决了RQD值的定量分析，对岩体质量评价向定量化发展具有重要意义。通过工程实践说明这一评价体系对工程建设具有重要指导作用。     

广义RQD在岩体各向异性中的应用研究

RQD作为工程实际中评价岩体性质的方法，应用已相当广泛，并已列入有关规范，然而，由于传统Deere定义的RQD在实际应用中存在很多问题，所以引入了不同阈值的广义RQD的概念，并结合不连续面三维网络模拟技术判定岩体的各向异性程序。在对长白公路石碑岭隧道围岩的生中，说明了广义RQD用于判定岩体各向异性的有效性和可行性。     

岩石质量描述图与岩石质量风险分析探讨

本文针对结构面间距最常见的两种分布形式－－负指数分布和对数正态分布，探讨了岩石质量指标（RQD）的Monte-Carlo模拟方法，首和无根据结构面间距分布密度函数产和一包含50万个随机结构面并按生成顺序排列的模拟真实岩体的总测线，然后为了和实际 钻探时以2米测线计算RQD相一致，在总测线上按均匀分布形式随机抽取大于等于2米的局部测线共5万个计算RQD单值，并进一步统计得出所有RQD的平均值，RQD累积分布曲及岩石质量描述图，对于自然界大部分岩体，可根据结构面间距统计参数，直接在本文得出的一系列岩石质量图上定出RQD平均值，岩石质量百分比（RQP）及岩石质量风险（RQR）。     

岩石质量指标RQD与工程岩体分类

讨论了工程岩体分类中 RQD确定的某些问题 ,对正确选取 RQD指标的方法进行了探讨。     

基于结构面网络模拟的岩体深部卸荷裂隙及非均质特性研究

深部卸荷裂隙是一类非构造成因的特殊地质现象,常出现在高山峡谷地带,对工程建设有重要影响。将二维结构面网络模拟运用于模拟某水电站边坡平硐内深部卸荷裂隙和常规卸荷裂隙,在该模拟结果中布设18个虚拟钻孔,利用Autolisp编写岩石质量指标统计程序来计算岩体RQD值。并统计、对比两类裂隙岩体在不同阈值的岩体RQD值及其标准差。利用RQD值的差异将两类岩体裂隙实现区分,同时基于RQD值的标准差体现出的数据的离散性,进一步分析裂隙岩体的非均质特性。     

基于三维路线精测方法确定深部工程岩体强度

在深部采矿工程中,针对岩石质量指标RQD（rock quality designation）存在的问题,提出了先按岩性的不同将岩体进行岩组RG（rock group）划分,再对不同岩组分别进行三维RQD指标量测的方法。基于路线精测方法,通过对孔庄煤矿深井工作面不同岩组进行三维RQD实测和统计分析,得到了在岩石单轴抗压强度基础上深部节理化岩体强度折减系数,并由换算公式确定了工程岩体的等效强度。研究成果有助于对深部岩体结构特性进行定量化评价,为合理确定深部岩体的强度提供新的思路。     

三峡水库某库段岩体裂隙网络模拟研究

为合理评价三峡水库某库岸岩体结构特征及工程整治提供依据,对区内岩体进行了裂隙调查及网络模拟研究。研究基于Monte-Carlo模拟方法,在技术上进行了探讨和一定改进。如采用了聚类分析法确定裂隙优势产状、用直接法产生随机数、广义RQD t及裂隙线连通率的计算等。根据野外调查及计算机模拟研究,研究区发育有3组优势裂隙、平均迹长1.45 m左右。间距一般服从对数正态或负指数分布,而走向和迹长基本上不服从常规分布。裂隙线密度在3－6条/m、t = 0.1 m时RQD t值在90 %左右、t = 0.7 m时RQD t值为10 %－20 %、RQD t值变化可能影响库岸岩体在不同方向的稳定性。     

煤矿床工程地质勘查中岩石质量指标(RQD)存在问题的探讨

岩石质量指标(RQD)是评价岩体完整性及质量分级的一个重要指标。针对矿区工程地质勘查规范中推荐的岩体质量评价方法,详细分析了岩石质量指标(RQD)在用于岩体分类与评价中存在的岩心长度的计算、采取率、硬度和结构对其赋值大小的影响,以及对规范理解的差异,提出了解决这些问题的有效方法与途径,为岩石质量指标(RQD)的正确应用及煤矿床岩体质量合理评价做了有益的探讨。     

利用RQD估算岩体不同深度的平均渗透系数和平均变形模量

渗透系数是进行裂隙岩体渗流模拟的必备参数,变形模量是工程岩体数值模拟的必备参数。大量研究中忽视了渗透系数和变形模量随深度变化这一重要规律,从而影响模拟结果的可靠性。为此,探讨了利用极易获取的RQD（岩石质量指标）资料估算不同深度的渗透系数和变形模量的可行性。通过以某花岗岩体为例,研究发现,RQD均值随深度增大,渗透系数均值随深度减小,其相关性很好。因此,利用RQD估算不同深度的平均渗透系数是可行的。根据RQD随深度的变化,利用经验公式估算了不同深度的变形模量均值和变化范围。估算得到的变形模量与实测结果基本一致。     

结构面三维网络模拟在岩体质量评价中的应用

岩石质量指标RQD是反映工程岩体完整程度的定量参数,广泛用于水利水电、矿山、地下工程、交通工程等岩体稳定性评价,但是传统的RQD定义不能满足实际工程岩体各相异性要求。针对贵州黔中水利枢纽工程拱坝坝基岩体结构面特征,利用Monte-Carlo法在计算机上生成岩体节理三维网络图,建立了模拟计算不同阀值t的岩石质量指标RQDt的计算机模拟方法。该方法能较真实客观地描述岩石质量。     

岩体完整性指标IRMI的工程应用与分析

岩体完整性指标（IRMI）是基于钻孔成像技术的评价岩体完整性的新指标,定义为全孔孔壁图像中岩体完整特征I与孔壁岩体长度（即完整特征I与破碎特征F之和）之比的百分数,即IRMI = I / (I + F)。钻孔成像技术在青岛海湾大桥基础勘察工程中取得了成功应用,获得了大量的第一手资料。通过与钻探和其他岩石质量估算法的对比分析,得出(1) 钻孔摄像弥补了钻孔取芯的不足;(2) 全孔图像为实现准确的岩体完整性评价创造了条件;(3) IRMI能准确地反映岩体完整特征;(4）IRMI通常大于RQD。     

Rock quality designation-fracture intensity index method for geomechanical classification

Rock quality designation (RQD) is a simple and effective way of rock mass classification from surface scanlines or preferably borehole measurements. A major drawback in its classical use is that only one representative RQD value is obtained from the field measurements per core run. However, it is shown in this paper that the field measurements along a scanline provide detailed information about the rock quality and the fracture intensity (FI) for a given number of joints. In order to be able to extract the complete information concealed within the field data, the RQD-fracture index diagram concept is proposed and applied to actual field scanline measurements from England. The basis of the suggested procedure is to obtain a series of all possible RQD and FI values from given intact length measurements. This procedure provides additional information as to the local zones of heterogeneities within the rock mass and a new way of rock classification on the basis of the combined effects of RQD and FI. It is also possible to calculate percentages of different rock qualities within the same rock mass.     

Geostatistical integration of seismic velocity and resistivity data for probabilistic evaluation of rock quality

This study applied a geostatistical approach to integrate various geophysical results for the probabilistic evaluation of rock quality designation (RQD) in regions between boreholes. Two of the geophysical survey results, electrical resistivity and seismic velocity, were transformed into a probabilistic distribution with the directly observed RQD values at the boreholes using an indicator value method. The initial spatial distribution of RQD, inferred from indicator kriging of observations from the boreholes, was improved by support of the geophysical results based on the integration by a permanence ratio. The integration was good enough to produce results that compensated for the defection of each exploration method. Also, the probabilistic feature of the final product of the RQD distribution made it possible to assess a more quantitative rock quality evaluation and better decision making for safety design.     

利用岩石质量指标和岩体块度指数进行岩体质量评价研究——以高放废物地质处置库预选场址甘肃北山1号钻孔为例

岩体质量的评价对于各类大型建筑物特别是地下工程建筑物的安全性具有十分重要的作用。文章基于岩石质量指标（RQD）和岩体块度指数（RBI）的理论，通过对甘肃北山1号钻孔的岩心实测资料证明，岩体块度指数在一定程度上能反映岩体的完整性与相应力学性质的变化特点，同时给出钻孔附近岩体质量分类，进而与岩石质量指标所获得的钻孔附近岩体质量评价分级进行对比。对比结果表明：岩体块度指数在岩石质量评价中能更准确地反映其优越性，具有更为显著的工程意义。     

Comparison of Permeability and Groutability of Ostur Dam Site Rock Mass for Grout Curtain Design

The focus of this study is the empirical hydromechanical behaviour of the Ostur dam site rock mass. The area surrounding the dam mostly consists of diorite and andesite, with primary fractures and hydrothermal veins. The hydromechanical behaviour of the rocks was determined using 500 water pressure tests at 5-m intervals. The hydrothermal veins and 2,739 discontinuities were studied and mapped along the dam axis. As a result, it was possible to design an optimum grout curtain for the dam axis. The empirical hydromechanical behaviour of the rock was studied to determine water flow and grout pressurised flow during the field tests that were conducted on two representative A-series grouting operation boreholes (one borehole for each abutment). The secondary permeability index (SPI), Lugeon value (LU), rock quality designation (RQD) and cement take (CT) values are presented and compared in this article. It is concluded that permeability and groutability are mostly controlled by the specifications and characteristics of the veins, especially in shallow areas and lower depths. A procedure is proposed based on a comparison of the trends in the RQD–SPI and LU–CT, and it is suggested that the areas with diverging trends require no treatment and that those with converging trends require heavy treatment. Additional complementary studies that were conducted during the construction stage have validated these results.     

RQD研究的几个理论问题

岩石质量指标ＲＱＤ是岩体工程分类和稳定性评价中最常用的定量描述参数。３０多年来,ＲＱＤ的概念和理论研究有了重大进展。本文对源于工程应用的几个ＲＱＤ理论问题进行了评述,同时提出了一些新的研究思路。     

基于钻孔摄像技术的岩体完整性评价方法

通过钻孔摄像技术获取岩体的结构特性,提出一种评价岩体完整性的新方法--RMDI法,并应用于开滦煤矿唐山矿区数字钻孔摄像工程地质勘测中的离层孔。结果表明：（1）高精度的钻孔图像能为岩体完整性评价提供可靠的结果;（2）DIDF能反映钻孔壁岩体完整程度的轴向分布状况;（3）RMDI法用于评价岩体完整性是可行的;（4）RMDI法能实现全孔段或局部孔段的岩体完整性评价,完成对岩体不同完整段的位置搜索。     

嵩山井田滑动构造对二1煤层顶板岩体分带性的影响

豫西一带含煤地层中的滑动构造相对发育。滑动构造引起煤层顶底板附近岩石力学性质发生变化,进而影响岩体的分带性。从研究嵩山井田滑动构造的分布范围、滑体的组成和滑动形态入手,采用岩石特征研究、构造形态分析和岩体质量指标（RQD）定量等研究方法,对影响二1煤层顶板的工程地质条件进行了分析,划分出三个不同工程地质性质的分带：岩体正常带、构造影响带和破碎带．并对各分带的岩体特征进行详细论述,为今后煤矿的安全开采提供了依据。