本发明属于岩石力学质量评估，具体涉及一种基于水软化效应模拟试验的岩石水致劣化程度评估方法。
背景技术：
1、随着地下工程的逐渐深入，尤其在复杂艰险地质条件的影响下，工程中的岩石水软化问题愈发突出，地下工程面临着隧道变形、掌子面溜坍、突水突泥等地下工程灾害，水对岩石的软化作用对地下工程安全施工及长期稳定运行构成严重威胁。
2、水对岩石的影响和作用程度受到岩石含水状态的直接影响，岩石的含水率越大对岩石力学强度的影响也就越大。一般认为，岩体强度和弹性模量随着含水量的增加服从负指数下降。不仅如此，地下工程中的岩体往往还受到地下水的长时间作用，在地下工程向深部推进的过程中，面临高应力高渗透压环境条件，岩石在高压水体作用下发生水软化的概率持续增高，严重影响深部工程安全施工及稳定运行。在地下工程施工过程中，开挖扰动的影响也不容忽视，开挖扰动造成围岩内部应力重分布，水会随着损伤的出现不断运移，导致岩石内部裂隙网络迅速发展连通，渗透压增大，裂隙密度增大，空间展布方式更加复杂。可见，在地下工程施工过程中，围岩的强度不仅仅会受到含水率的影响，还会受到浸水时长和工程扰动的影响。
3、现有技术在进行岩石水致劣化程度评估时主要依据《工程岩体分级标准(gb/t50218-2014)》中的bq指标进行划分，然而实际工况岩体的地下水出水状态(浸水)与规范不完全相同，采用统一标准进行评估，使得岩体的基本质量级别划分不准确，导致选取的支护方案不准确，影响施工安全。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于水软化效应模拟试验的岩石水致劣化程度评估方法解决了现有技术进行劣化程度评估时未充分考虑浸水对岩体的影响，致使劣化程度评估不准确的问题。
2、提供一种基于水软化效应模拟试验的岩石水致劣化程度评估方法，其包括步骤：
3、s1、采集待研究工程中待支护段岩石的浸水水压；
4、s2、获取基于水软化效应模拟试验构建的抗压强度劣化因子拟合式，并根据浸水水压和拟合式，计算待支护段岩石的抗压强度劣化因子；
5、s3、根据抗压强度劣化因子，计算待支护段岩石的bq指标：
6、
7、其中，bq'为bq指标；为抗压强度劣化因子；σc为岩石饱和单轴抗压强度；kv为岩体完整性指数；
8、s4、根据所述bq指标，确定待支护段岩石的岩体基本质量级别：
9、当bq指标＞550时，岩体基本质量级别为ⅰ级；当451≤bq指标≤550时，岩体基本质量级别为ⅱ级；当351≤bq指标≤450时，岩体基本质量级别为ⅲ级；当251≤bq指标≤350时，岩体基本质量级别为ⅳ级；当bq指标≤250时，岩体基本质量级别为ⅴ级。
10、进一步地，当待支护段岩石为角闪岩时，抗压强度劣化因子拟合式为：
11、
12、当待支护段岩石为片岩时，抗压强度劣化因子拟合式为：
13、
14、其中，pw为浸水水压；t为岩石水致劣化效应不发生变化时的浸水时间。
15、进一步地，岩石水致劣化程度评估方法还包括：
16、获取基于水软化效应模拟试验构建的弹性模量劣化因子拟合式，并根据浸水水压和拟合式，计算待支护段岩石的弹性模量劣化因子；
17、根据待支护段岩石的弹性模量劣化因子，计算待支护段岩石的弹性模量：
18、
19、其中，ep为待支护段岩石的弹性模量；为弹性模量劣化因子；为岩石试样在饱水状态下的弹性模量劣化因子；e0为岩石试样干燥状态下的弹性模量；
20、根据待支护段岩石的弹性模量，选取待支护段岩石的施工方案。
21、进一步地，当待支护段岩石为角闪岩时，弹性模量劣化因子拟合式为：
22、αec＝-0.03056pw2+0.0007768pwt-0.001514t2 (r2＝0.9914)
23、+0.2796pw+0.04234t-0.1389
24、当待支护段岩石为片岩时，弹性模量劣化因子拟合式为：
25、αec＝-0.004385pw2-0.0006895pwt-0.001894t2 (r2＝0.7221)
26、+0.05541pw+0.04669t-0.1603
27、其中，为弹性模量劣化因子；pw为浸水水压；t为岩石水致劣化效应不变化时的浸水时间。
28、进一步地，基于水软化效应模拟试验构建抗压强度劣化因子拟合式和弹性模量劣化因子拟合式的方法包括：
29、a1、选取待研究工程的岩石试样，并对其开展岩石饱水试验，获得岩石试样在饱水状态下的抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子；
30、a2、选取待研究工程的多个岩石试样，并对每个岩石试样开展不同浸水水压、浸水时长的室内试验，得到每个岩石试样的单轴抗压强度和弹性模量；
31、a3、根据抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子及每个岩石试样的单轴抗压强度和弹性模量，得到岩石试样在其对应的浸水水压、浸水时长下的抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子；
32、a4、采用所有岩石试样对应的浸水水压、浸水时长、抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子进行拟合，得到抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子的拟合式。
33、进一步地，步骤a1进一步包括：
34、a11、选取待研究工程的岩石试样，对其进行烘干，并记录岩石试样干燥状态下的试件峰值应力和弹性模量；
35、a12、对烘干后的岩石试样进行真空饱水，获取饱水条件下的岩石试样；
36、a13、擦干岩石试样表面的水分，并将其置于加载设备中，按预设加载速率对岩石试样进行测试，获取岩石试样在饱水状态下的抗压强度和弹性模量；
37、a14、根据饱水状态下的抗压强度和弹性模量，计算岩石试样饱水状态下的抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子：
38、
39、其中，σc和ec分别为岩石饱和单轴抗压强度和弹性模量；σ0和e0分别为岩石试样干燥状态下的试件峰值应力和弹性模量；和分别为岩石试样在饱水状态下的抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子。
40、进一步地，步骤a2和a3进一步包括：
41、b1、选取若干待研究工程的岩石试样，对所有岩石试样进行真空饱水，并分别进行不同浸水水压、不同浸水时长的浸水试验；
42、b2、擦干所有岩石试样表面的水分，分别置于加载设备中，按预设加载速率对岩石试样进行测试，获取每个岩石试样的抗压强度和弹性模量；
43、b3、根据岩石试样的抗压强度和弹性模量，计算岩石试样在其对应的浸水水压和浸水时长下的抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子：
44、
45、其中，和epi分别为岩石试样在其对应浸水水压、浸水时长下的单轴抗压强度和弹性模量；和分别为岩石试样在其对应浸水水压、浸水时长下的抗压强度劣化因子和弹性模量劣化因子；σ0和e0分别为岩石试样干燥状态下的试件峰值应力和弹性模量。
46、本发明的有益效果为：本方案通过岩体的浸水水压和抗压强度劣化因子拟合式可以计算得到浸水对岩体的抗压强度劣化因子，这样在进行bq指标计算时，考虑了浸水水压对岩体的影响，使计算得到的bq指标更加符合当前浸水水压下的岩体，从而保证了岩体基本质量级别划分的准确性，进一步确保了后续对当前段待支护岩体选取更为贴切的支护方案。
47、本方案基于抗压强度劣化因子围岩分级方法中常用指标rc(本方案中的σc)进行修正，使围岩分级方法更适用于不同的地下水环境。在后续遇到不同的地下水条件时，根据其对应的浸水水压和浸水时长，利用劣化关系即能对该条件下对应岩石的强度和弹性模量进行计算，以节约开展室内力学试验的时间。
48、本方案通过岩体的浸水水压和弹性模量劣化因子拟合式可以计算得到浸水对岩体的弹性模量劣化因子，以此计算到待支护岩体的弹性模量。弹性模量反映岩石抵抗形变的能力，可以作为围岩支护方式选取和支护结构参数计算的参考，以提高岩体施工的安全性。
1.基于水软化效应模拟试验的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，基于水软化效应模拟试验构建抗压强度劣化因子拟合式和弹性模量劣化因子拟合式的方法包括：
4.根据权利要求3所述的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，步骤a1进一步包括：
5.根据权利要求3所述的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，步骤a2和a3进一步包括：
6.根据权利要求1-5任一所述的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，当待支护段岩石为角闪岩时，抗压强度劣化因子拟合式为：
7.根据权利要求1-5任一所述的岩石水致劣化程度评估方法，其特征在于，当待支护段岩石为角闪岩时，弹性模量劣化因子拟合式为：
