花岗岩中结构面分布及其在岩体质量评价中的意义

王 斌

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

随着我国经济和社会建设的高度发展，对于矿业生产有了非常大的需求，而矿山施工建设也成为很多具备生产条件地区提升经济发展水平的重要选择。在矿山实际的施工建设中，需要对花岗岩结构面的分布情况进行准确分析和判断，通过这些分析形成该该矿山地质结构的基本数据，这为开发施工奠定了较为坚实的信息基础条件。对整个花岗岩整个结构面分布及其岩体质量评价，这是在实际矿山施工建设中非常重要的基础，这是确保之后施工质量和生产稳定性的重要保障内容。

1 花岗岩结构面分布分析概述

对于矿山施工建设中，需要对矿山所在地区的岩体结构进行细致勘探，分析其结构面的具体构成，并转化为实际建设中的设计要素，而得到充分关注。对于矿山地区的花岗岩结构面分布，普遍表现出在规模上和性质上的各种差异性分布特点，这些因素都是实现对整个岩体施工稳定性的基本条件保障。工程的稳定性，必须建立在其地质基础的稳定性条件前提下，且矿山生产需要对矿体进行向下的挖掘等过程，这对于工程项目的工程基础有着非常高的要求。对工程所涉及区域岩体的基础构造和结构特征，需要基于矿业生产和施工建设的需要进行设计，以满足这些施工设计和生产的需要。在实际的岩体结构分析中，主要通过大量的钻孔数据的分析，对岩体地质条件以及在工程中表现出的力学特性有充分研究，获得岩体结构面分布的具体指标以及其规律，并将岩体质量等相关参数引入分析分类过程，采用有效的方法对矿岩体实施质量评价。通过这些研究，确保所得的结果能够充分揭示工程岩体性质，为矿山后续施工建设和稳定运行提供有效的帮助作用。

2 花岗岩结构面分布与岩体质量评价价值分析

对待建矿山进行花岗岩结构面分布进行分析，这是整个施工设计和后继建设和应用的关键条件，通过这些方面的充分保障，使得整个矿山的设计和生产能够达到较高的水平上，使得整个生产保持高度的稳定性和合理性。为此，必须强化相关价值分析工作，具体来说，可以从以下几个方面对其进行讨论。

2.1 花岗岩岩体结构分析的必要性

在矿山施工设计和建设之前，需要对花岗岩的岩体结构进行较为细致和系统的分析，其目的就是要了解整个岩体结构的具体分布，这些分布状况会在具体施工建设中产生非常大的作用，尤其是建成后的使用，会因为这些地质因素对整个生产的稳定性造成严重影响。这主要是因为矿山地区的岩体因为地质构造过程中各种外力多次高强度的作用下，会出现显著的变形甚至损坏等情况，因此在整个花岗岩的岩体内部逐渐形成许多规模和形态完全不同的结构面。

而这些花岗岩的结构面分布比较复杂，且结构构成上呈现尺度各异，使得整个花岗岩岩体的力学特性发展形成为非线性以及非连续性的特点，并导致花岗岩岩体本身力学性质的程度不同的破坏。基于这一情况，对花岗岩岩体的结构面进行正确分析，包括节理间距以及单轴抗压强度等，都是进行工程建设设计的最基本条件，其分析的全面性和准确性对于整个施工质量和运行稳定性有着极为重要的影响。而强化相关建设并将其分析准确性和可靠性方面进行充分保障，这也是进行岩体质量分析的直接原因。

2.2 花岗岩结构面分布分析方法

对花岗岩结构面的分布进行分析，需要选择比较适宜的分析方法才能保证整个分析质量。在具体操作中，还要根据具体情况对一些分析方式和方法进行必要的调整和优化，以使得整个分析与实际情况达到更好的吻合效果。在实际的花岗岩结构面分布分析中，普遍采用的技术方法主要包括三种，下面分别加以说明。

2.2.1 赤平极射投影法

该方法主要用于对结构面空间分布的分析，以及对结构体的总体稳定性属性进行分析时，也会采用赤平极射投影的方法。其原理是将结构体的几何要素，以及其代表性的点、线、面之间的位置、相互关系以及运动轨迹，进行三维投影处理，这些要素被投射在不同的平面上，使得研究更加便捷和灵活。采用该技术方法，其优点可以归纳为几个：一是方法简便，能够很容易用于实际的地质分析；二是直观形象，可以将立体内容通过三投影等处理转化为平面方式，有很好的视觉效果；三是综合量化图解处理，该方法包含了各种参数信息，能够以准确的数字和数据使得整个分析准确合理。赤平投影基于计数网对计数单元内所有极点数均记录于各单元中心，当计数单元极点数完成计数，就可以获得极点计数图。该计数图内的所有参数相等点可以直接表现为极点等密线图。根据极点数占比可以将等密线图绘制完成，这就是极点等密图。因为极点等密图内将堆散结构面排除在外，极点集中区可以形成优势结构面组，并在实际的分析起到主导作用。

2.2.2 等值线法

等值线法是一个比较常用的分析处理结构面的方法，该方法将方格在等面网上进行投影，并选择等面积网中约1% 的圆设定为极点计数圆，圆心设定在交点。完成所有的统计，按照选择测点密度来确定等值线之间的距离，并选择插值法对各点进行求解，通过等值线将这些点进行连接。通常情况下，多段线等值线结构中所包含的各起点与终点都要设定在投影圆上，而连接多边形等值线各起点与终点，这些连线都会留在投影圆内。各极点密度和等值线值一致的点，都可以一将其视为起点。对于某三角形，若存在2 个点极点密度保持和等值线的取值一致，则该点就会位于等值线三角形的一端入口，另一点则位于其出口位置。如果极点密度和等值线一致的点都处于投影圆上，而该点属于等值线三角形入口或出口的位置。如果等值线某点恰好处在设定的投影圆上，则该投影点就应该做为等值线与三角形出口进行脱离处理，同时，该出口也可以作为下个三角形的入口。按照此算法的处理方式和原理，检测中更加有效地对三角网各极点密度相同的等值线分布进行追踪，基于此所得到的结构图也可以达到更为准确的分布分析。

2.2.3 误差处理技术

整个数据要满足实际工况需要，还必须进行误差处理。误差处理的目的就是最大限度利用数据样本的多点选取，以获得更接近于实际情况的结构面分布。为确保误差处理的针对性和适用性，需要在计算机数据处理系统的应用上选择更具全面性和系统性的软件应用系统，相关检测计算公式也必须与实际的情况尽可能实现吻合，以切实保证整个检测的数据准确性，避免误差问题造成的各种负面影响。

2.3 花岗岩单轴抗压强度因素分析

矿岩石单轴抗压强度是影响岩体强度的基本因素，他反映了岩石材料的性质，是目前几种通用围岩分类所考虑的因素之一。为了进行本矿区岩体质量评价和稳定性分析，对岩芯进行了取样，以调查完整岩石的单轴抗压强度。对取样进行的岩芯点荷载试验，获得了不同钻孔位置、不同岩性在不同深度的岩石点荷载试验强度指标，由此可换算出完整岩石单轴抗压强度，为矿岩体分类和岩体参数预测提供基础。由于试验采用的点载荷仪，读数由液压表给出，单位为MPa，为得到需要的岩石单轴抗压强度，对原先调查时设计的岩芯点载荷试验记录表进行了重新设计。按照公式计算得到各钻孔岩芯试样的单轴抗压强度。单个钻孔抗压强度样品及全体抗压强度样品的统计结果。从抗压强度样本数据的统计分析可知，该矿区矿岩的单轴抗压强度较低，根据岩芯点载荷实验结果，计算了矿区矿岩的单轴抗压强度，并分钻孔对矿区矿岩的单轴抗压强度进行了统计分析。

2.4 分析方法的评价意义

然后根据工程与水文地质调查样品，采用地质统计学方法对各评价参数进行推估，然后按照RMR 方法中关于分类参数及其等级的规定取值，对各评价参数进行打分。由于RMR 评价体系中，各结构面状态是定性描述的，对结构面状态进行评价。各评价参数进行打分后，即可得出矿岩可崩性指标RMR 值。目前，用于矿体可崩性和围岩稳定性评价的名种方法最初大都是由隧道围岩质量评价的基础上引申和发展起来的，把工程地质条件和岩体力学性质参数联系起来，并借鉴工程的经验或教训对矿岩可崩性进行分类。在采矿工程设计中，CSIR分类（RMR分类）、NGI 分类（Q 分类）和MRMR 岩体分方法最受人们关注，已经应用于崩落法采矿设计，并且很有很多学者对这些方法之间的相关性进行了深入的研究。针对我国不同矿区矿岩的实际情况，采用更具操作性的比较分析评价方法，并选用同修正的RMR 分类法。对岩体质量进行准确的分级评价。

3 结语

综上所述，矿山施工建设之前，需要对整个矿山的地质构造进行勘测和分析，尤其是花岗岩结构面分布就在岩体质量评价，这对于整个施工建设和开发工作有着极为重要的影响。为此，相关研究将其作为一个非常重要的课题，并通过各种更具科学合理性的方法对其结构面的分布情况进行系统分析，最终将这些分析内容转化为实际的施工设计和管理工作。这些建设和生产的基础条件能够得到充分关注，并落实在具体的研究和分析过程，形成整个施工建设的最重要和必要的数据内容。最主要的原因，就是其对整个工程的未来应用有着非常重要的影响。