[發(fā)明專利]巖質(zhì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中巖體損傷監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010088341.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111239254A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張擁軍;劉德金;寇苗苗;劉思佳;唐世斌;馬天輝;梁運(yùn)培;唐春安;聶聞;張永亮;宋宸;王盛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/07
• 分類號(hào): G01N29/07;G01V1/30
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 萬(wàn)桂斌

1.巖質(zhì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中巖體損傷監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：對(duì)基坑進(jìn)行三維數(shù)值模擬，初步判斷基坑潛在的失穩(wěn)區(qū)域，結(jié)合施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)信息，針對(duì)失穩(wěn)區(qū)域中的薄弱位置確定微震監(jiān)測(cè)區(qū)域；

步驟2：在確定的微震監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，初步確定X種微震傳感器布置方案，對(duì)基坑監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)考慮P波到時(shí)讀入準(zhǔn)確性，以及震源到微震傳感器的幾何特征等隨機(jī)因素，通過(guò)多次隨機(jī)模擬的仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)定位誤差以及施工難易程度進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，選出最優(yōu)布置方案；

步驟3：根據(jù)最優(yōu)布置方案，對(duì)確定的傳感器布設(shè)位置進(jìn)行安裝，在選取安裝微震傳感器的位置進(jìn)行鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及施工條件確定孔徑深度，保證孔徑深度必須到達(dá)巖石，采用膨脹螺栓將微震傳感器緊密固定于巖石上；

步驟4：將微震傳感器的引線引出鉆孔，采用泡沫膠填滿鉆孔底部直到剛好超過(guò)傳感器高度，待泡沫膠具有一定硬度后，用水泥漿封住鉆孔洞口；在基坑上部距開(kāi)挖面一定范圍內(nèi)合適的位置放置微震監(jiān)測(cè)基站，監(jiān)測(cè)基站包含數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)；將已安裝的微震傳感器通過(guò)光纖接入監(jiān)測(cè)基站；微震傳感器安裝完成后，進(jìn)行爆破定位試驗(yàn)，調(diào)試系統(tǒng)參數(shù)，校核定位誤差；

步驟5：根據(jù)微震基站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)基坑當(dāng)前巖體損傷程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合位移、應(yīng)力監(jiān)測(cè)對(duì)基坑整體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)薄弱區(qū)域及時(shí)進(jìn)行加強(qiáng)監(jiān)測(cè)或加強(qiáng)支護(hù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1中三維數(shù)值模擬的方法為：根據(jù)前期地質(zhì)調(diào)查報(bào)告得到的數(shù)據(jù)，對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖全過(guò)程模擬，根據(jù)基坑穩(wěn)定性高低來(lái)確定安裝微震傳感器的密度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2中確定X種微震傳感器布置方案的原則為：

(1)監(jiān)測(cè)區(qū)域周邊應(yīng)盡量在空間上被候選點(diǎn)均勻包圍；

(2)候選點(diǎn)具有足夠和適當(dāng)?shù)目臻g密度；

(3)一部分候選點(diǎn)應(yīng)盡可能接近監(jiān)測(cè)區(qū)域，避免較大斷層及破碎帶影響；

(4)候選點(diǎn)的選取應(yīng)遠(yuǎn)離大型電器和機(jī)械設(shè)備的干擾，布置在噪音小的區(qū)域；

(5)候選點(diǎn)的布置既要照顧當(dāng)前開(kāi)挖區(qū)域，又要兼顧未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)的開(kāi)挖區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2中確定最優(yōu)布置方案的具體操作為：首先確定微震傳感器的安裝數(shù)量，一般不少于4個(gè)，初步確定X種微震傳感器布置方案后，根據(jù)巖體波傳播速度概率分布特點(diǎn)、到時(shí)誤差概率分布特征，采用隨機(jī)模擬方法，得到各初步布置方案的定位誤差期望值，根據(jù)定位誤差期望值確定最優(yōu)布置方案。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2中震源采用P波進(jìn)行定位，震源到微震傳感器的傳播時(shí)間為：t_i＝T_i(H,V,X)+t₀；

其中，H＝(x₀,y₀,z₀)和X_i＝(x_i,y_i,z_i)分別為震源和第i個(gè)微震傳感器的坐標(biāo)，V為P波波速，t₀為微震事件的發(fā)生時(shí)刻，t_i為讀入的P波初至到達(dá)時(shí)刻；i＝1，2，…n，n為微震傳感器的數(shù)量；從震源H到第i個(gè)微震傳感器的走時(shí)為：