利用随钻测量技术评估岩体结构形态

利用随钻测量(MWD)可以准确、快速地从钻孔中获取高分辨率的信息,以表征地下工程开挖过程中遇到的高度可变的岩体.目前利用随钻测量参数表征岩体强度的研究较多,但评估岩体结构形态的研究较少,且多停留在定性评估层次.本文依托玉磨铁路西双版纳隧道项目,采集了大量隧道内随钻测量及孔内摄像数据.利用主成分分析方法,将随钻测量参数集成到第1主成分中;利用孔内摄像数据,将孔内岩体结构形态划分为3类.建立了第1主成分与岩体结构形态之间的关系,提出了利用第1主成分划分结构形态的方法.结果表明:对于同一台钻机,监测到的钻进参数不是独立的,而是高度相关的.提出的第1主成分分析方法可以正确解释各钻进参数对岩石的响应;花岗岩地层中,当钻遇破碎岩体时,钻进速率均有不同程度的提高或剧增,钻进压力、旋转压力则会出现短暂的降低;利用第一主成分对岩体结构状态进行了定量划分,得到其分布范围及占比,其中完整岩体占比84.6％,破碎岩体占比8.2％,极破碎岩体占比7.2％.提出的基于随钻测量参数的主成分分析方法可以实现岩体结构形态的快速、准确划分,为隧道开挖和支护提供设计依据.