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。     

裂隙岩体岩石质量指标(RQD)的空间变化特征

岩石质量指标(RQD)是评价岩体破碎程度的一个重要参数,但在RQD的应用过程中往往忽略测线长度和测线方向的影响,给岩体质量的评价造成一定的误差。笔者通过从野外岩石露头这个二维平面上得到的RQD或节理参数,推导得到在三维空间中任意方向测线的RQD,进而研究RQD随测线方向的变化规律。结果表明,RQD不但在平面上具有各向异性,在空间也具有各向异性。笔者提出了假定测线起于节理的N-A RQD计算模型,使理论论证更加严密。此外,利用蒙特卡罗模拟产生随机值代表节理间距,随机值服从负指数分布的参数不同代表节理发育的密集程度不同,通过T-T、N-A、A-A和A-A-S 4种RQD计算模型来研究RQD均值及标准差随测线长度的变化规律,可以得出：测线越长,所得RQD值越精确;测线较短时,A-A-S模型所得的RQD值与其他3种模型相比更精确;布置较长的测线在节理较发育的地方可获得更可信的RQD值。     

岩石质量指标的计算机模拟及其风险分析

利用Monte Carlo法在计算机上生成岩体节理网络图，然后建立了模拟计算不同阀值的岩石质量指标RQDt的计算机模拟方法。进一步可作出岩石质量描述图和岩石质量风险分析，分析了岩体中大于10cm的完整岩石的具体分析规律。实例表明，该方法能较全面地描述岩石质量。     

岩石声学各向异性特征研究

本文在对100多块岩石标本不同方向的纵波速度、横波速度和衰减系数测试的基础上,进行了大量的分析研究工作,初步掌握了灰岩、泥岩和砂岩的纵、横波速度和衰减系数的各向异性特点,总结了产生和影响各向异性的主要因素及其形成机制。这一研究成果无疑对提高地球物理勘探的解释精度,尤其是对岩性勘探的发展具有十分重要的意义。     

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。     

上地幔的岩石组构和各向异性

着重介绍了上地幔各向异性及其成因,研究内容和方法,各向异性研究的地球动力学意义,并强调指出橄榄石和辉石在塑性固态流动过程中产生的晶格优选方位或组构是导致上地幔各向异性最主要原因。     

岩石磁各向异性分析及在构造地质学中的应用

讨论岩石磁各向异性的基本理论和作为一种有效手段在构造地质学分析中的应用,指出分析过程中存在的问题和可能的解决方法.     

致密岩石纵横波波速各向异性的比较研究

通过对板岩、千枚岩、糜棱岩和变质砂岩等4种岩石在平行和垂直层理、板理的3个正交方向上的纵、横波波速试验,提出了致密岩石纵波波速的各向异性与横波波速的各向异性普遍存在着一致性和差异性两种特征。一致性特征主要表现为致密岩石的横波各向异性随纵波各向异性的增强而增强;差异性特征主要表现为在平行和垂直层理、板理的两个方向上,纵波波速的各向异性指数大于横波,亦即纵波波速的各向异性比横波更为显著。从横观各向同性弹性介质的波速方程出发,通过具体的算例对这两种特征进行了较好的理论分析。     

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。     

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。     

岩体质量分级的风险分析方法

提出了基于RMR岩体质量分级系统的岩体质量研究风险分析方法。该方法分析步骤如下 :(1)通过岩芯样品的现场观测和实验室试验获得分类所需的变量 ;(2 )统计分析拟合得出各变量的分布函数及参数 ;(3)运用Monte Carlo模拟方法获得 2万个RMR值 ,并将结果绘成岩体质量描述图 ;(4)利用以上结果作出岩体质量风险分析评价。该方法用于润扬长江公路大桥岩体质量评价研究获得良好效果     

基于结构面迹线分形维数的岩体质量评价

针对传统定性或部分定量的岩体质量评价现状,分形理论、神经网络等新方法得到广泛应用。本文基于岩体结构面迹线自相似性的分形特征,应用分形理论对基于数字近景摄影测量技术获取的岩体边坡结构面迹线的分形维数进行研究。以长春市净月采石场一边坡为例,采用方格网覆盖法计算结构面迹线的分形维数,验证了迹线分形特征,并对方格网覆盖法进行改进,采取与研究范围成比例的长方格网覆盖法计算分形维数。分析发现,两种计算方法结果相近,后者在理论上更接近分形原理并且编程更容易实现,迹线数量越多,分形维数越大,岩体越破碎,质量越差。最后,将分形维数与基于摄影测量方法获得的剔除空白区影响的RQD进行对比分析,确定分形维数与RQD的关系式,得到岩体质量定量评价的分形维数指标。研究表明：研究区边坡迹线分形维数为1.22,拟合度为0.98,此边坡岩体质量属于Ⅱ级。改进的长方形格网覆盖法分形维数计算容易实现,计算过程得到简化,结果可靠。得到了以岩体结构面迹线分形维数为指标的岩体质量定量评价方法。     

补充RQD值的几类岩体质量评价图

针对ＲＱＤ值不能全面反映裂隙间跑、块体大小以及随机表象的多重尺度等问题,介绍了三种岩体质量评价图,即基于裂隙岩体分数维结构之上的分维岩体质量图、考虑裂隙长度的累积长度图、建立在不同岩块频度基础上的岩块累积频度图。根据不同图解对岩体质量进行了评价,并对岩体完整性作了划分、三种图解能较全面反映岩体质量的特点,表明它们是ＲＱＤ的有益补充。     

基于广义RQDt的岩石质量空间分布规律研究

自然界中的岩石通常含有大量复杂交错的结构面,造成岩石质量在三维空间中存在明显的各向异性。作为评价岩石质量的重要参数,岩石质量指标(广义RQDt)被广泛应用于岩体工程。结合三维裂隙网络模拟法和测线法,对岩体质量在三维空间不同方向上的分布规律进行研究:首先根据研究域岩体的裂隙统计参数及分布规律,利用Monte-Carlo法生成三维随机裂隙网络;然后通过在研究域内布置监测点和测线的方式来计算监测点处RQDt值随空间方位的变化,得到岩石质量空间分布图,以此来直观描述岩体质量沿空间不同方向的分布。将该法应用于某工程坝区岩体质量评估,表明该方法简单且具有较强的实用价值,可较全面描述岩体质量在空间方向上的分布规律。     

岩体质量的分形表述

介绍了岩石质量评价的分形表述方法，研究表明，分维数Ｄ比ＲＱＤ更能客观地表现结构面呈不规则分布岩体的完整性特征，可直接用于工程岩体分类。     

岩石质量定量描述研究现状及趋向

结构面的存在破坏了岩石的完整性。定量描述结构面引起的岩石质量恶化程度是工程岩体勘测和设计的前提。本文评述了国内外岩石质量的定量描述方法,并指出今后的发展趋向。     

用于岩体质量评价的地震波Q值计算方法

利用地震记录中的衰减信息(波形与频谱)计算岩体的品质因子(Q值),对岩体质量进行准确评价,典型的方法有振幅法、上升时间法、频谱比法、质心频率偏移法。本文介绍了这些方法的原理,并对它们的稳定性、适用情况做出了评价。