[發(fā)明專利]一種隧道施工微震監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710769962.7
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107561579B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 孔恒;姚海波;吳進科;孫強;張鵬;周陽;文言;靳利軍;馬少軍;高飛;高明生;程立華;尹留陽;單中趁;汪涼;吳江;張全賀;黃振龍;劉羽;王雄;付貴慶;高萬夫;王鵬;陳斌;陳偉;湯明;崔宇聲;王彬;張冰;崔少光;郭飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市政建設集團有限責任公司;北京市市政一建設工程有限責任公司;北方工業(yè)大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/34
• 代理公司: 11457 北京律譜知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 羅建書<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明涉及一種隧道施工微震監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，其利用傳感器采集震源信息；所述傳感器為多個，呈空間立體化分布在隧道內(nèi)部和隧道外部且與采集儀連接；根據(jù)震源信息的波形，分離出巖體破裂震源信息和輔助震源信息；將獲取的震源信息進行實時數(shù)據(jù)處理，得到有效數(shù)據(jù)處理結(jié)果，包括：巖體破裂震源信息對應微震事件產(chǎn)生裂縫的位置、時間、能量以及對應的震動波傳輸速度；根據(jù)巖體破裂震源信息的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對巖體裂縫進行定位，并結(jié)合每個被定位的巖體裂縫對應的微震事件的能量和時間獲得巖體微震事件產(chǎn)生的裂縫的時間分布規(guī)律、空間分布規(guī)律。本發(fā)明通過對微震事件產(chǎn)生裂縫的位置和時間進行精準刻畫，實現(xiàn)隧道巖體破壞過程的描述。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及土木工程施工技術(shù)領域，尤其是涉及一種隧道施工微震監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

隨著高速公路建設由平原轉(zhuǎn)向山區(qū)，隧道已成為高速公路的重要組成要素。隧道施工安全問題也顯得更為重要，在隧道施工開挖、爆破過程中安全事故發(fā)生較為頻繁，安全生產(chǎn)需求非常迫切。因此需要不斷加強隧道施工過程中的安全監(jiān)測，并且提高監(jiān)測效率，從而預防事故發(fā)生。

傳統(tǒng)的隧道施工過程中，受開挖和爆破等影響，需要監(jiān)測的項目主要包括應力、應變、溫度、松動圈監(jiān)測以及巖爆監(jiān)測等。

目前現(xiàn)有的隧道監(jiān)測方法，通常是在隧道中設置傳感器，通過傳感器感應到的信息來監(jiān)測隧道的破損情況。但是這種監(jiān)測方法不能有效全面監(jiān)測隧道的破損情況，尤其是對于工程條件復雜，監(jiān)測環(huán)境惡劣等工程項目，要準確、快速、實時且大范圍獲得隧道應力及結(jié)構(gòu)變化更加困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對的現(xiàn)有隧道監(jiān)測方法中不能有效全面監(jiān)測隧道的破損情況的技術(shù)問題，提供一種隧道施工微震監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，其能夠?qū)κ┕に淼赖膸r體破壞進行有效全面的監(jiān)測，確保隧道施工過程安全可靠；而且安裝方便、適用廣泛。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種隧道施工微震監(jiān)測方法，其包括：

步驟S2，利用傳感器采集震源信息；所述傳感器為多個，呈空間立體化分布在隧道內(nèi)部和隧道外部，且與采集儀連接；

步驟S3，根據(jù)震源信息的波形，分離出巖體破裂震源信息和輔助震源信息；

步驟S4，將獲取的震源信息進行實時數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過濾處理去除冗余，得到有效數(shù)據(jù)處理結(jié)果，所述有效數(shù)據(jù)處理結(jié)果包括：巖體破裂震源信息對應微震事件產(chǎn)生裂縫的位置、時間、能量以及對應的震動波傳輸速度；

步驟S5，根據(jù)巖體破裂震源信息的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對巖體產(chǎn)生的裂縫進行定位，并結(jié)合每個被定位的巖體裂縫對應的微震事件的能量和時間獲得巖體微震事件產(chǎn)生的裂縫的時間分布規(guī)律、空間分布規(guī)律。

更優(yōu)選地，對于關(guān)鍵微震事件，采用雙差成像定位算法對所述關(guān)鍵微震事件產(chǎn)生的裂縫進行進一步精確定位。

更優(yōu)選地，所述隧道施工微震監(jiān)測方法還包括：

步驟S6，利用巖體破裂微震事件的時間分布規(guī)律和空間分布規(guī)律，采用三維可視化軟件顯示巖體變形和破裂反應的演化過程。

更優(yōu)選地，所述步驟S4中的有效數(shù)據(jù)處理結(jié)果還包括：巖體破裂過程中對應的震動波傳輸速度；所述隧道施工微震監(jiān)測方法還包括：步驟S7，利用所述震動波傳輸速度，采用雙差成像方法對隧道巖體的波速場進行成像；通過成像結(jié)果反映的巖體波速場分布間接反映巖體內(nèi)部應力分布狀態(tài)和地質(zhì)構(gòu)造。

更優(yōu)選地，所述步驟S4中的有效數(shù)據(jù)處理結(jié)果還包括：輔助震源信息對應微震事件產(chǎn)生裂縫的位置、時間、能量以及對應的震動波傳輸速度；所述隧道施工微震監(jiān)測方法還包括：利用輔助震源信息優(yōu)化巖體波速速度模型，對巖體微震事件的時間分布規(guī)律、空間分布規(guī)律進行優(yōu)化調(diào)整。