[發明專利]一種適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法

有效

• 申請號: 201911039651.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110847969B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 吳家耀;徐全;褚衛江;劉加進;曹愛武
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G06F30/13;G06T17/00;G01B21/32;G06F119/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法，其特征在于：所述適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法包括如下步驟：

(1)根據需要分析的地下洞室群的幾何特征、開挖分序分層，建立該地下洞室群的三維數值分析模型，并根據地質條件對圍巖進行分區；

(2)根據現場地質勘探結果和/或洞室開挖狀況，對不同巖性和巖體類別的地質強度指標GSI進行統計，獲得地下洞室群的每一種巖性、不同巖體質量分類條件下的地質強度指標GSI的平均值GSI_avr和最小值GSI_min；

(3)針對所采用巖體力學本構模型，根據所確定的地質強度指標GSI的平均值GSI_avr和最小值GSI_min，對不同巖性和不同巖體質量分類的巖體賦予不同的巖體力學參數；

(4)根據地下洞室群內監測儀器的實際布置位置在三維數值分析模型中相同位置設置變形監測點，用于記錄三維數值分析模型在開挖支護仿真模擬過程中的變形變化；

(5)對地下洞室群中所有巖體均采用地質強度指標GSI對應的巖體力學參數進行開挖支護的全過程仿真計算，監測步驟(4)中這些監測點的變形或者變形分量隨洞室群開挖過程的變化特征，分別獲得不同開挖階段、不同位置的三維數值分析模型內監測點的累積變形和變形增量，其中采用地質強度指標GSI的平均值GSI_avr計算分析得到的累積變形為disptotal_avr，變形增量為dispinc_avr；采用地質強度指標GSI的最小值GSI_min計算分析得到的累積變形為disptotal_max，變形增量為dispinc_max；

(6)根據變形監測點上監測儀器的埋設時機，分別采用累積變形或者變形增量來建立分級變形預警指標。

2.根據權利要求1所述的適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法，其特征在于：巖體力學本構模型采用Hoek-Brown彈塑性本構模型或者Mohr-Coulomb彈塑性本構模型。

3.根據權利要求1所述的適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法，其特征在于：步驟(5)中，具體地為：

對地下洞室群所有巖體均采用地質強度指標GSI平均值GSI_avr對應的巖體力學參數進行開挖支護的全過程仿真計算，監測步驟(4)中這些監測點的變形/變形分量隨洞室群開挖過程的變化特征，可以得到模型監測點在不同開挖階段的累積變形disptotal_avr和變形增量dispinc_avr；

對地下洞室群所有巖體均采用地質強度指標GSI的最小值GSI_min對應的巖體力學參數進行開挖支護的全過程仿真計算，可以得到模型監測點在不同開挖階段的累積變形disptotal_max和變形增量dispinc_max。

4.根據權利要求1所述的適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法，其特征在于：步驟(6)中：當監測變形disp_mon為累積變形時：

安全等級：disp_mondisptotal_avr，地下洞室群巖體變形沒有超出預期，圍巖穩定；

預警等級：disptotal_avrdisp_mondisptotal_max，需要密切關注圍巖變形，增加觀測頻次，復核現有圍巖穩定特征和支護結構安全裕度；

危險等級：disp_mondisptotal_max，綜合地質條件和反演分析制定需要采取的加強支護措施。

5.根據權利要求1所述的適用于巖體條件地下洞室群變形分級預警指標的確定方法，其特征在于：步驟(6)中：當監測變形disp_mon為變形增量時：

安全等級：disp_mondispinc_avr，地下洞室群巖體變形沒有超出預期，圍巖穩定；

預警等級：dispinc_avrdisp_mondispinc_max，需要密切關注圍巖變形，增加觀測頻次，復核現有圍巖穩定特征和支護結構安全裕度；

危險等級：disp_mondispinc_max，綜合地質條件和反演分析制定需要采取的加強支護措施。