[發明專利]基于微震監測的拱壩壩身裂縫超前預警方法

在審

• 申請號: 201810797796.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109001807A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 徐奴文;董林鷺;周家文;戴峰;肖明礫;樊義林;譚堯升
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 郭萍

1.基于微震監測的拱壩壩身裂縫超前預警方法，其特征在于步驟如下：

①圈定拱壩壩肩圍巖作為監測區域，將微震監測系統的傳感器安裝在監測區域的巖體上，傳感器至少為4個，各傳感器異面安裝于不同高程，將各傳感器與微震監測系統的采集儀相連，然后將所述采集儀與微震監測系統的主機部分連接；建立三維直角坐標系，測量各傳感器的坐標，將第i個傳感器的坐標記作(x_i,y_i,z_i)；在隧道內的巖體上設置至少1個爆破孔，測量各爆破孔孔底中心處的坐標，將第j個爆破孔孔底中心處的坐標記作(X_j,Y_j,Z_j)；

②在各爆破孔的孔底安裝炸藥，于不同時間點分別在各爆破孔中進行一次爆破，通過傳感器記錄各次爆破產生的彈性波的起跳時刻，將第j個爆破孔的爆破時刻記作t_j，將第j個爆破孔爆破后第i個傳感器接收到爆破產生的彈性波的起跳時刻記作t_ji；

根據第j個爆破孔與各傳感器之間的距離，以及速度和時間的關系，對應于每一個爆破孔，根據兩點距離公式列出下列方程式(1-1)～(1-i)：

…

分別將第1,2,…,j個爆破孔的坐標、相應的爆破孔爆破的爆破時刻、以及相應的爆破孔爆破后第i個傳感器接收到爆破產生的彈性波的起跳時刻的值代入式(1-1)～(1-i)之一，即可分別求解出巖體等效波速，記作v₁,v₂,…,v_j，然后計算巖體平均等效波速v，

③通過微震監測系統對監測區域進行監測，測定監測區域產生的微震事件的震源位置及微震發生時刻，實時統計監測區域發生的微震事件的震源位置并將震源位置標示于三維直角坐標系中，得到震源位置空間分布圖，當微震事件的震源位置在監測區域的某一或某些局部區域聚集且呈現條帶狀或面狀分布時，即發出拱壩壩身裂縫預警信號；

測定監測區域產生的微震事件的震源位置及微震發生時刻的方法如下：

假設微震事件的震源的坐標為(X_k，Y_k，Z_k)，微震發生的時刻為t_k，定義t_ki為第i個傳感器接收到微震事件產生的彈性波的起跳時刻，根據微震事件的震源與各傳感器之間的距離，以及速度和時間的關系，根據兩點距離公式列出下列方程式(2-1)～(2-i)：

…

聯立式(2-1)～(2-i)中的至少4個方程，代入巖體平均等效波速v、各傳感器的坐標、以及各傳感器接收到微震事件產生的彈性波的起跳時刻的值，即可解出微震事件的震源的坐標(X_k，Y_k，Z_k)和微震發生的時刻t_k。

2.根據權利要求1所述基于微震監測的拱壩壩身裂縫超前預警方法，其特征在于，所述微震監測系統為ESG微震監測系統。

3.根據權利要求1或2所述基于微震監測的拱壩壩身裂縫超前預警方法，其特征在于，爆破孔的數量為2～5個。