[發明專利]圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法、系統和設備

有效

• 申請號: 201711459518.1
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108268703B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 王琦;江貝;許英東;曾昭楠;于恒昌;高紅科
• 申請（專利權）人: 山東天勤工程科技有限公司;山東大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G01V9/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 曹麗

1.圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

現場獲取開挖體在設定觀測區域處未弱化時的不同深度的初始圍巖強度；

通過所述初始圍巖強度計算初始圍巖平均強度；

在發生弱化現象后的設定時間，現場獲取所述設定觀測區域處不同深度的弱化圍巖強度，并計算弱化圍巖平均強度；

比較所述弱化圍巖平均強度相對于所述初始圍巖平均強度的變化情況；

根據所述變化情況，給出圍巖支護形式和/或加固范圍的設計方案；

其中，該方法還包括：確定圍巖的塑性區及原巖區的對應區域；所述計算初始圍巖平均強度包括分別計算塑性區和原巖區的初始圍巖平均強度；所述計算弱化圍巖平均強度包括分別計算塑性區和原巖區的弱化圍巖平均強度；所述比較所述弱化圍巖平均強度相對于所述初始圍巖平均強度的變化情況，包括分別比較所述塑性區弱化圍巖平均強度相對于所述塑性區初始圍巖平均強度的變化情況和/或所述原巖區弱化圍巖平均強度相對于所述原巖區初始圍巖平均強度的變化情況；

所述塑性區圍巖平均強度σ_p通過下式確定：

所述原巖區圍巖平均強度為：

其中，D為鉆孔處的圍巖深度，R為設定深度，Ds為鉆孔深度。

2.根據權利要求1所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法，其特征在于：所述現場獲取開挖體在觀測區域處不同深度的初始圍巖強度和/或弱化圍巖強度包括：在所述觀測區域處進行鉆孔，通過獲取鉆機在鉆進過程中反映圍巖強度的鉆進參數，得到不同深度處對應的圍巖強度。

3.根據權利要求1所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法，其特征在于：所述確定圍巖的塑性區及原巖區的對應區域包括：將圍巖按照設定深度進行劃分，大于所述設定深度的區域為原巖區，小于所述設定深度的區域為塑性區。

4.根據權利要求1所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法，其特征在于：所述比較所述弱化圍巖平均強度相對于所述初始圍巖平均強度的變化情況包括：計算反映水對圍巖的弱化影響的圍巖隨時間變化的弱化系數。

5.根據權利要求4所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法，其特征在于：比較所述弱化系數與圍巖弱化安全系數的大小，確定圍巖加固方案。

6.根據權利要求5所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法，其特征在于：分別計算塑性區與原巖區的所述弱化系數，獲得所述塑性區與原巖區的弱化差別率，通過所述弱化差別率的大小確定相應的支護形式以及加固范圍。

7.根據權利要求1所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法的設計系統，其特征在于，所述系統包括：

獲取單元，配置用于現場獲取開挖體在設定觀測區域處不同深度的初始圍巖強度和弱化圍巖強度；

分析單元，配置用于根據所述初始圍巖強度和所述弱化圍巖強度計算初始圍巖平均強度和弱化圍巖平均強度，通過比較所述弱化圍巖平均強度相對于所述初始圍巖平均強度的變化情況，給出圍巖支護形式和/或加固范圍的設計方案。

8.根據權利要求1所述的圍巖時變弱化定量檢測與加固預案設計方法的設計設備，包括處理器、存儲器和顯示器；其特征在于：

所述存儲器包含可由所述處理器執行的指令以使得所述處理器執行：

獲取開挖體在設定觀測區域處不同深度的未弱化時的初始圍巖強度數據和弱化后設定時間的弱化圍巖強度數據；

根據所述初始圍巖強度和所述弱化圍巖強度計算初始圍巖平均強度和弱化圍巖平均強度；

比較所述弱化圍巖平均強度相對于所述初始圍巖平均強度的變化情況，給出圍巖支護形式和/或加固范圍的設計方案。