[發明專利]基于激光掃描、BQ、數值模擬的空區穩定性動態評價方法在審
| 申請號： | 202011011892.7 | 申請日： | 2020-09-16 |
| 公開（公告）號： | CN112200431A | 公開（公告）日： | 2021-01-08 |
| 發明（設計）人： | 胡高建 | 申請（專利權）人： | 紹興文理學院 |
| 主分類號： | G06Q10/06 | 分類號： | G06Q10/06;G01B11/25;G01N3/08;G06F7/58;G06F30/13;G06F30/20;G06K9/62;G06T11/20;G06T17/00;G06F119/14;G06F111/10 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 312000 *** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 激光 掃描 bq 數值 模擬 穩定性 動態 評價 方法 | ||
1.一種基于激光掃描、BQ、數值模擬的空區穩定性動態評價方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
(1)結構面三維激光掃描快速獲取，過程如下：
1.1：根據掃描目標和場地條件，選擇掃描機位點，架設三腳架，架設中要確保儀器按照一定的掃描路線可以完整的獲取邊坡巖體的三維空間點云信息，同時要盡可能保證三腳架臺面水平，并放置控制靶；
1.2：放置掃描儀主機在三腳架臺面，固定旋鈕，通過粗調腳架及微調掃描儀底座使主機氣泡居中，設置掃描儀端口參數；
1.3：啟動掃描控制軟件，配置掃描儀相關參數，進入掃描儀控制界面，規劃掃描角度，根據掃描目標設置掃描范圍，調整相機配置參數，獲取掃描目標圖像；
1.4：固定掃描范圍，獲取掃描間距，設定采樣間距，開始數據獲取，并實時查看掃描點云數據及彩色信息情況，根據掃描成果隨時調整掃描參數設定；
1.5：導出結構面點云數據；
(2)結構面聚類分析；
(3)基于BQ指標的巖體質量計算，過程如下：
3.1：根據結構面參數計算巖體完整性系數，公式如下：
式中：Jv為巖體體積節理數，單位條/m3；
3.2：Jv計算公式如下：
式中：L1，L2，...，Ln為垂直于結構面測線長度；N1，N2，...，Nn為同組結構面數目；
3.3：根據巖石單軸抗壓強度值和巖體完整性系數值，計算BQ值：
BQ＝90+3Rc+250Kv
式中：Rc是巖石單軸抗壓強度；Kv為巖體完整性系數；
3.4：在應用BQ計算公式過程中，遵循以下條件：
當Rc＞90Kv+30時，以Rc＝90Kv+30和Kv代入計算BQ值；
當Kv＞0.04Rc+0.4時，以Kv＝0.04Rc+0.4和Rc代入計算BQ值；
3.5：根據地下水、軟弱結構面產狀和天然應力影響對BQ進行修正，修正公式如下：
[BQ]＝BQ-100(K1+K2+K3)
式中：K1為地下水影響修正系數；K2為軟件結構面產狀影響修正系數；K3為天然應力影響修正系數；
3.6：得到修正后的BQ巖體分級結果；
(4)巖體三維裂隙網絡模型生成和剖切；
(5)RQDt各向異性圖繪制；
(6)基于BQ反演的最佳閾值t求解方法；
(7)RQDt各向異性求解方法；
(8)Mathews穩定圖法的改進方法；
(9)改進Mathews穩定圖評價方法；
(10)圍巖穩定性動態分析方法，過程如下：
10.1：根據礦房平面圖和剖面圖，利用CAD軟件，建立多個連續礦房的三維模型；
10.2：將三維模型導入到有限元分析軟件中，賦予三維模型材料參數，包括巖體強度、密度、彈性模量、泊松比、粘聚力、摩擦角和容重；
10.3：賦予三維模型邊界條件和初始應力；
10.4：開展礦房動態回采的數值模擬，過程如下：
10.4.1：開展礦房未回采狀態的數值模擬，得到初始應力場；
10.4.2：開展礦房動態回采的數值模擬，得到礦房動態回采過程中，礦房及采空區的動態應力場；
10.4.3：礦房的動態回采過程是指礦房自第一個礦房回采開始至所有礦房回采結束的連續過程，礦房每動態回采一次，得到一組動態礦房回采的數值模擬結果，所有礦房回采完成后，得到采空區的應力場；
10.5：圍巖穩定性的動態分析，過程如下：
10.5.1：分析區域為礦房頂板、上下盤圍巖和礦柱；
10.5.2：巖體剪切破壞的判斷準則選用以主應力形式表示的Mohr-Coulomb屈服準則，當fs＞0時，巖體發生剪切破壞，公式如下：
式中：σ1、σ3分別為最大主應力和最小主應力；c為粘聚力；為摩擦角；
10.5.3：巖體張拉破壞的判斷準則，根據巖體所受拉應力σt與抗拉強度Rt之間的關系確定，當σt≥Rt時，F≥0，即認為巖體發生張拉破壞，公式如下：
F＝σt-Rt
式中：σt為巖體所受拉應力；Rt為巖體抗拉強度；
10.5.4：根據分析結果，得到每次礦房動態回采后，礦房頂板、上下盤圍巖和礦柱的破壞模式；
10.5.5：將每次礦房動態回采后得到的礦房頂板、上下盤圍巖和礦柱的破壞模式匯總，得到圍巖的穩定性動態分析結果；
(11)空區穩定性動態評價方法。
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