(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111657958.4 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 成都理工大 学 地址 610059 四川省成 都市成华区二仙桥 东三路1号 (72)发明人 陈国庆　李文杰　徐一天　帅文杰　 朱静　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 代理人 代维凡 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方 法 (57)摘要 本发明提出了一种高地应力渗流下脆性破 坏等级预测方法， 涉及脆性破坏等级预测技术领 域， 通过测量各项原始数据， 计算出围岩质量指 标WCR、 渗流条件下的脆性强度系数K， 并通过修 正和计算得到围岩质量指标修正值[WCR]以及修 正系数η， 计算出脆性破坏倾向系数S， 通过所述 脆性强度系数K确定脆性强度， 通过所述围岩质 量指标修正值[WCR]和所述脆性破坏倾向系数S 对脆性破坏等级进行预测分级； 本发 明提供的一 种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 能够 针对渗流条件下地下工程进行脆性破坏的灾害 预警， 适用于渗流条件下地下工程脆性破坏判 据， 适用对象明确， 计算简单， 结果可靠， 具有准 确性。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114330894 A 2022.04.12 CN 114330894 A 1.一种高地应力渗 流下脆性破坏等级预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 通过测量原始数据并确定结构面影响系数λ1和节理影响系数λ2， 原始数据具体包 括： 测量得到围岩水压力Pw、 岩体完整性系数Kv、 最大主应力σ1、 岩石质量指标RQD、 地下水渗 水量L、 岩石单轴抗压强度Rc、 抗拉强度σt、 弹性模量E、 泊松比μ和围岩最大切向应力σθ， 利用 所述围岩水压力Pw计算得到结构面影响系数 λ1和节理影响系数 λ2； S2、 通过所述岩体完整性系数Kv、 所述岩石质量指标RQD和所述岩石单轴抗压 强度Rc、 所 述结构面影响系数 λ1和所述节理影响系数 λ2计算得到围岩质量指标WCR； S3、 在渗流条件下对所述围岩质量指标WCR进行修正以得到围岩质量指标修正值 [WCR]； S4、 通过所述围岩水压力 Pw与所述最大主应力σ1对应力强度比进行修正， 确定应力强度 比修正系数 η； S5、 通过所述地下水渗水量L、 所述岩石单轴抗压强度Rc、 所述抗拉强度σt、 所述弹性模 量E和所述泊松比μ计算得到渗 流条件下的脆 性强度系数 K； S6、 通过所述围岩最大切向应力σθ、 所述地下水渗水量L、 所述修正系数η和所述岩石单 轴抗压强度Rc计算得到脆 性破坏倾向系数S； S7、 通过所述脆性强度系数K确定脆性强度， 通过所述围岩质量指标修正值[WCR]和所 述脆性破坏倾向系数S对脆 性破坏等级 进行预测分级。 2.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S1中结构面影响系数 λ1的计算公式为： 其中， 式中符号 代表向下取整函数； J表示主要结构面特征， α 表示结构面走向与 洞轴线夹角。 3.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S1中节理影响系数 λ2的计算公式为： 当节理间距d≤ 0.5m时， 岩体节理发育： 当节理间距d>0.5m时， 岩体结构发育较差： 其中符号 代表向下取整函数， Jv表示节理组数， Pw表示围岩水压力， d表示节理间 距。 4.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中围岩质量指标WCR的计算公式为： WCR＝3Rc+125Kv+1.25RQD ‑100( λ1+λ2)+70 其中Rc为岩石单轴抗压强度， Kv为岩体完整性系数、 RQD为岩石质量指标， λ1为结构面影 响系数， λ2为节理影响系数。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114330894 A 25.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S3中围岩质量指标修 正值[WCR]的计算公式为： [WCR]＝[0.4 ‑0.13ln(Pw‑0.08)]·WCR 其中， Pw为围岩水压力， WCR为围岩质量指标。 6.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S4中应力强度比修 正系数 η 的计算公式为： 其中， 符号 代表向下取整函数， σ1表示最大主应力， Pw表示围岩水压力。 7.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S5中渗 流条件下的脆 性强度系数 K的计算公式为： 其中， L为地下水渗水量， 单位L/(min ·10m)， Rc为岩石单轴抗压强度， E为弹性模 量， μ为 泊松比， σt为抗拉强度。 8.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S6中脆 性破坏倾向系数S的计算公式为： 其中， σθ为围岩最大切向应力， L为地下水渗水量， η为应力强度比修正系数， Rc为岩石单 轴抗压强度。 9.如权利要求1所述的一种高地应力渗流下脆性破坏等级预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S7包括： 判断所述脆性强度系数K， 若脆性强度系数K≤16， 为低脆性， 计算脆性破坏等级BFG的 公式为： 若脆性强度系数 K＞16， 则为高脆 性， 计算脆性破坏等级BFG的公式为： 其中， 符号 代表向上取整函数， S为脆性破坏倾向系数， [WCR]为围岩质量指标修 正值。 10.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储一个或多个程序； 处理器； 当所述一个或多个程序被所述处理器执行时， 实现如权利要求1 ‑9中任一项所述的一 种高地应力渗 流下脆性破坏等级预测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114330894 A 3