[發明專利]基于多點位移計監測確定巖土體內部破裂面位置的方法

有效

• 申請號: 201711325349.2
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108050986B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 黃達;鐘助;馬國偉;岑奪豐;宋宜祥
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01N33/24
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種基于多點位移計監測確定巖土體內部破裂面位置的方法，包括以下步驟：

(1)在巖土體內沿豎直剖面方向從臨空面端植入n條水平的多點位移計，從下往上對位移計的起始點依次編號為M₁、M₂、…、M_i、…、M_n，記各位移計的高程為z₁、z₂、…、z_i、…、z_n；以第一個位移計的起始點M₁所在位置為原點，水平向坡內為x軸，豎直向上為z軸，建立xM₁z直角坐標系，規定z軸的起始值為M₁的高程z₁，x軸的起始值為通過測量，得到各個位移計起始點的坐標分別為

(2)對任意的一個多點位移計M_i，記它的第j個測量點的坐標為的值為第j個測量點的深度與該位移計起始點的橫坐標之和；通過對邊坡位移的監測，得到某一時刻的累計位移量為

(3)計算多點位移計每兩個相鄰測量點間的單位長度累計絕對位移量公式表示為：比較得出每條多點位移計最大的單位長度累計絕對位移量初步判定破裂面在出現最大值的兩個相鄰測量點j_i-1和j_i之間；

(4)確立判定破裂面位置的依據：若巖土體在第i條位移計的相鄰測量點j_i-1和j_i之間存在破裂面，破裂面與位移計的交點坐標為F_i(x_i，z_i)，由于破裂面的存在，認為位移在該處會發生突變，突變值為T_i，而間巖土體的位移變化趨勢與的相同，間巖體的位移變化趨勢應與的相同，則可建立以下關系式：

(5)對于任意三個多點位移計M_i-1、M_i、M_i+1穿過某一近于平面的基準破裂面，根據步驟(3)確定其破裂面在測量點j_i-1-1～j_i-1、j_i-1～j_i、j_i+1-1～j_i+1之間，破裂面與三個位移計M_i-1、M_i、M_i+1的交點坐標分別為F_i-1(x_i-1，z_i-1)、F_i(x_i，z_i)和F_i+1(x_i+1，z_i+1)，根據步驟(4)，滿足以下關系：

在位移計M_i-1、M_i、M_i+1所在的基準破裂面的局部區域內，認為破裂面是一個平面，三個位移計在破裂面處突變值相等，應滿足以下關系：

通過以上兩方程組可以解得x_i-1、x_i、x_i+1，即確定了破裂面與三個位移計交點的坐標F_i-1(x_i-1，z_i-1)、F_i(x_i，z_i)、F_i+1(x_i+1，z_i+1)，連接F_i-1、F_i、F_i+1即為位移計M_i-1、M_i、M_i+1所在局部區域破裂面，并以該平面作為基準破裂面來確定其余區域破裂面的位置；

(6)以F_i+1和F_i-1的坐標作為基準，分別向上和向下對其余區域破裂面進行定位，向下定位的方法與向上定位的方法相同，此處以向上定位破裂面的方法為例，詳細步驟如下：以F_i+1作為基準點，以位移計M_i+1和M_i+2所處的區域為研究對象，假設破裂面與位移計M_i+2的交點坐標為F_i+2(x_i+2，z_i+2)，破裂面區域位移突變量為T_i+2，滿足以下關系式：

由以上方程組可解出x_i+2，從而確定了F_i+2(x_i+2，z_i+2)，連接F_i+1和F_i+2即得到了M_i+1和M_i+2位移計所在區域破裂面；

(7)基于步驟(6)的方法，依次類推，確定破裂面與剩余位移計的交點，依次連接各交點即得到整個區域的破裂面的具體位置。