花崗巖中結構面分布及其在巖體質量評價中的意義

王 斌

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

隨著我國經濟和社會建設的高度發展，對于礦業生產有了非常大的需求，而礦山施工建設也成為很多具備生產條件地區提升經濟發展水平的重要選擇。在礦山實際的施工建設中，需要對花崗巖結構面的分布情況進行準確分析和判斷，通過這些分析形成該該礦山地質結構的基本數據，這為開發施工奠定了較為堅實的信息基礎條件。對整個花崗巖整個結構面分布及其巖體質量評價，這是在實際礦山施工建設中非常重要的基礎，這是確保之后施工質量和生產穩定性的重要保障內容。

1 花崗巖結構面分布分析概述

對于礦山施工建設中，需要對礦山所在地區的巖體結構進行細致勘探，分析其結構面的具體構成，并轉化為實際建設中的設計要素，而得到充分關注。對于礦山地區的花崗巖結構面分布，普遍表現出在規模上和性質上的各種差異性分布特點，這些因素都是實現對整個巖體施工穩定性的基本條件保障。工程的穩定性，必須建立在其地質基礎的穩定性條件前提下，且礦山生產需要對礦體進行向下的挖掘等過程，這對于工程項目的工程基礎有著非常高的要求。對工程所涉及區域巖體的基礎構造和結構特征，需要基于礦業生產和施工建設的需要進行設計，以滿足這些施工設計和生產的需要。在實際的巖體結構分析中，主要通過大量的鉆孔數據的分析，對巖體地質條件以及在工程中表現出的力學特性有充分研究，獲得巖體結構面分布的具體指標以及其規律，并將巖體質量等相關參數引入分析分類過程，采用有效的方法對礦巖體實施質量評價。通過這些研究，確保所得的結果能夠充分揭示工程巖體性質，為礦山后續施工建設和穩定運行提供有效的幫助作用。

2 花崗巖結構面分布與巖體質量評價價值分析

對待建礦山進行花崗巖結構面分布進行分析，這是整個施工設計和后繼建設和應用的關鍵條件，通過這些方面的充分保障，使得整個礦山的設計和生產能夠達到較高的水平上，使得整個生產保持高度的穩定性和合理性。為此，必須強化相關價值分析工作，具體來說，可以從以下幾個方面對其進行討論。

2.1 花崗巖巖體結構分析的必要性

在礦山施工設計和建設之前，需要對花崗巖的巖體結構進行較為細致和系統的分析，其目的就是要了解整個巖體結構的具體分布，這些分布狀況會在具體施工建設中產生非常大的作用，尤其是建成后的使用，會因為這些地質因素對整個生產的穩定性造成嚴重影響。這主要是因為礦山地區的巖體因為地質構造過程中各種外力多次高強度的作用下，會出現顯著的變形甚至損壞等情況，因此在整個花崗巖的巖體內部逐漸形成許多規模和形態完全不同的結構面。

而這些花崗巖的結構面分布比較復雜，且結構構成上呈現尺度各異，使得整個花崗巖巖體的力學特性發展形成為非線性以及非連續性的特點，并導致花崗巖巖體本身力學性質的程度不同的破壞?；谶@一情況，對花崗巖巖體的結構面進行正確分析，包括節理間距以及單軸抗壓強度等，都是進行工程建設設計的最基本條件，其分析的全面性和準確性對于整個施工質量和運行穩定性有著極為重要的影響。而強化相關建設并將其分析準確性和可靠性方面進行充分保障，這也是進行巖體質量分析的直接原因。

2.2 花崗巖結構面分布分析方法

對花崗巖結構面的分布進行分析，需要選擇比較適宜的分析方法才能保證整個分析質量。在具體操作中，還要根據具體情況對一些分析方式和方法進行必要的調整和優化，以使得整個分析與實際情況達到更好的吻合效果。在實際的花崗巖結構面分布分析中，普遍采用的技術方法主要包括三種，下面分別加以說明。

2.2.1 赤平極射投影法

該方法主要用于對結構面空間分布的分析，以及對結構體的總體穩定性屬性進行分析時，也會采用赤平極射投影的方法。其原理是將結構體的幾何要素，以及其代表性的點、線、面之間的位置、相互關系以及運動軌跡，進行三維投影處理，這些要素被投射在不同的平面上，使得研究更加便捷和靈活。采用該技術方法，其優點可以歸納為幾個：一是方法簡便，能夠很容易用于實際的地質分析；二是直觀形象，可以將立體內容通過三投影等處理轉化為平面方式，有很好的視覺效果；三是綜合量化圖解處理，該方法包含了各種參數信息，能夠以準確的數字和數據使得整個分析準確合理。赤平投影基于計數網對計數單元內所有極點數均記錄于各單元中心，當計數單元極點數完成計數，就可以獲得極點計數圖。該計數圖內的所有參數相等點可以直接表現為極點等密線圖。根據極點數占比可以將等密線圖繪制完成，這就是極點等密圖。因為極點等密圖內將堆散結構面排除在外，極點集中區可以形成優勢結構面組，并在實際的分析起到主導作用。

2.2.2 等值線法

等值線法是一個比較常用的分析處理結構面的方法，該方法將方格在等面網上進行投影，并選擇等面積網中約1% 的圓設定為極點計數圓，圓心設定在交點。完成所有的統計，按照選擇測點密度來確定等值線之間的距離，并選擇插值法對各點進行求解，通過等值線將這些點進行連接。通常情況下，多段線等值線結構中所包含的各起點與終點都要設定在投影圓上，而連接多邊形等值線各起點與終點，這些連線都會留在投影圓內。各極點密度和等值線值一致的點，都可以一將其視為起點。對于某三角形，若存在2 個點極點密度保持和等值線的取值一致，則該點就會位于等值線三角形的一端入口，另一點則位于其出口位置。如果極點密度和等值線一致的點都處于投影圓上，而該點屬于等值線三角形入口或出口的位置。如果等值線某點恰好處在設定的投影圓上，則該投影點就應該做為等值線與三角形出口進行脫離處理，同時，該出口也可以作為下個三角形的入口。按照此算法的處理方式和原理，檢測中更加有效地對三角網各極點密度相同的等值線分布進行追蹤，基于此所得到的結構圖也可以達到更為準確的分布分析。

2.2.3 誤差處理技術

整個數據要滿足實際工況需要，還必須進行誤差處理。誤差處理的目的就是最大限度利用數據樣本的多點選取，以獲得更接近于實際情況的結構面分布。為確保誤差處理的針對性和適用性，需要在計算機數據處理系統的應用上選擇更具全面性和系統性的軟件應用系統，相關檢測計算公式也必須與實際的情況盡可能實現吻合，以切實保證整個檢測的數據準確性，避免誤差問題造成的各種負面影響。

2.3 花崗巖單軸抗壓強度因素分析

礦巖石單軸抗壓強度是影響巖體強度的基本因素，他反映了巖石材料的性質，是目前幾種通用圍巖分類所考慮的因素之一。為了進行本礦區巖體質量評價和穩定性分析，對巖芯進行了取樣，以調查完整巖石的單軸抗壓強度。對取樣進行的巖芯點荷載試驗，獲得了不同鉆孔位置、不同巖性在不同深度的巖石點荷載試驗強度指標，由此可換算出完整巖石單軸抗壓強度，為礦巖體分類和巖體參數預測提供基礎。由于試驗采用的點載荷儀，讀數由液壓表給出，單位為MPa，為得到需要的巖石單軸抗壓強度，對原先調查時設計的巖芯點載荷試驗記錄表進行了重新設計。按照公式計算得到各鉆孔巖芯試樣的單軸抗壓強度。單個鉆孔抗壓強度樣品及全體抗壓強度樣品的統計結果。從抗壓強度樣本數據的統計分析可知，該礦區礦巖的單軸抗壓強度較低，根據巖芯點載荷實驗結果，計算了礦區礦巖的單軸抗壓強度，并分鉆孔對礦區礦巖的單軸抗壓強度進行了統計分析。

2.4 分析方法的評價意義

然后根據工程與水文地質調查樣品，采用地質統計學方法對各評價參數進行推估，然后按照RMR 方法中關于分類參數及其等級的規定取值，對各評價參數進行打分。由于RMR 評價體系中，各結構面狀態是定性描述的，對結構面狀態進行評價。各評價參數進行打分后，即可得出礦巖可崩性指標RMR 值。目前，用于礦體可崩性和圍巖穩定性評價的名種方法最初大都是由隧道圍巖質量評價的基礎上引申和發展起來的，把工程地質條件和巖體力學性質參數聯系起來，并借鑒工程的經驗或教訓對礦巖可崩性進行分類。在采礦工程設計中，CSIR分類（RMR分類）、NGI 分類（Q 分類）和MRMR 巖體分方法最受人們關注，已經應用于崩落法采礦設計，并且很有很多學者對這些方法之間的相關性進行了深入的研究。針對我國不同礦區礦巖的實際情況，采用更具操作性的比較分析評價方法，并選用同修正的RMR 分類法。對巖體質量進行準確的分級評價。

3 結語

綜上所述，礦山施工建設之前，需要對整個礦山的地質構造進行勘測和分析，尤其是花崗巖結構面分布就在巖體質量評價，這對于整個施工建設和開發工作有著極為重要的影響。為此，相關研究將其作為一個非常重要的課題，并通過各種更具科學合理性的方法對其結構面的分布情況進行系統分析，最終將這些分析內容轉化為實際的施工設計和管理工作。這些建設和生產的基礎條件能夠得到充分關注，并落實在具體的研究和分析過程，形成整個施工建設的最重要和必要的數據內容。最主要的原因，就是其對整個工程的未來應用有著非常重要的影響。