[發(fā)明專利]基于多源數(shù)據(jù)融合的隧道圍巖定量快速分級方法與裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110566474.2
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113295850A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任正剛;朱榮輝;王知遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中交一公局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N3/08;G01N29/07
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發(fā)明涉及一種基于多源數(shù)據(jù)融合的隧道圍巖定量快速分級方法與裝置，屬于隧道圍巖監(jiān)測領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：采用多元逐步回歸和判別分析法建立巖體基本質(zhì)量指標(biāo)表達(dá)式；巖體與巖塊縱波速度之比的平方；根據(jù)BQ值的大小，將巖體基本級別劃分成5個(gè)級別；在確定工程巖體的級別時(shí)，須定出地下水、軟弱結(jié)構(gòu)面和地應(yīng)力狀態(tài)對巖體基本質(zhì)量BQ的影響系數(shù)Kl，K2，K3，按公式對BQ進(jìn)行修正；影響系數(shù)根據(jù)國標(biāo)提供的賦值表格確定；數(shù)據(jù)整合與分類；獲取各指標(biāo)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)公路隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和現(xiàn)場試驗(yàn)測試，將現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)以及現(xiàn)場試驗(yàn)測試與圍巖分級掛鉤，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道圍巖監(jiān)測領(lǐng)域，涉及基于多源數(shù)據(jù)融合的隧道圍巖定量快速分級方法與裝置。

背景技術(shù)

巖體結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，荷載分布模式、大小具有隨機(jī)性、模糊性、不可預(yù)見性，準(zhǔn)確確定隧道受力狀態(tài)很困難，導(dǎo)致現(xiàn)行的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范多采用圍巖分級為前提的類比設(shè)計(jì)，這是目前工作的客觀現(xiàn)實(shí)情況，而且多年來的設(shè)計(jì)與施工都一直這樣做，如果摒棄圍巖分級，來談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(特別是隧道施工現(xiàn)場的設(shè)計(jì))，做一些理論上的研究，研究成果的實(shí)用性是值得商榷的。研究新的設(shè)計(jì)方法，還是必須與圍巖分級掛鉤，與設(shè)計(jì)與施工的習(xí)慣相結(jié)合，這樣的研究成果才有生命力，才有可能得到廣泛應(yīng)用。

目前，隧道施工現(xiàn)場圍巖分級判斷多采用定性標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致圍巖分級判斷往往帶有很強(qiáng)的主觀性，給隧道現(xiàn)場設(shè)計(jì)和施工工作帶來不便。現(xiàn)在，大多數(shù)的公路隧道施工都要求進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測工作、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作、現(xiàn)場試驗(yàn)測試工作，將現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)以及現(xiàn)場試驗(yàn)測試與圍巖分級掛鉤，提出一種基于多源數(shù)據(jù)融合的隧道圍巖定量快速分級方法與系統(tǒng)就有十分重要的創(chuàng)新性，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多源數(shù)據(jù)融合的隧道圍巖定量快速分級方法與裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

基于多源數(shù)據(jù)融合的隧道圍巖定量快速分級方法，該方法包括以下步驟：

S1：采用多元逐步回歸和判別分析法建立巖體基本質(zhì)量指標(biāo)表達(dá)式；

BQ＝90+3Rc+250K_v

式中：Rc為巖石飽和抗壓強(qiáng)度，單位為MPa；Kv為巖體完整性系數(shù)，定義為巖體與巖塊縱波速度之比的平方；根據(jù)BQ值的大小，將巖體基本級別劃分成5個(gè)級別；

S2：在確定工程巖體的級別時(shí)，須定出地下水、軟弱結(jié)構(gòu)面和地應(yīng)力狀態(tài)對巖體基本質(zhì)量BQ的影響系數(shù)Kl，K2，K3，按公式對BQ進(jìn)行修正；影響系數(shù)根據(jù)國標(biāo)提供的賦值表格確定，具體公式為：

[BQ]＝BQ－l00(K₁+K₂+K₃)

對BQ進(jìn)行修正后得[BQ]，由[BQ]定出工程巖體級別；

S3：數(shù)據(jù)整合與分類；

S4：獲取各指標(biāo)。

可選的，所述S3具體為：

強(qiáng)度Rc的數(shù)據(jù)來源為地勘報(bào)告；

完整性指標(biāo)Kv的數(shù)據(jù)來源為TGP預(yù)報(bào)與彈性波測試；

地下水修正系數(shù)K1的數(shù)據(jù)來源為超前地質(zhì)鉆孔、瞬變電池超前預(yù)報(bào)；

軟弱結(jié)構(gòu)面修正系數(shù)K2的數(shù)據(jù)來源為地質(zhì)羅盤測試；

地應(yīng)力修正系數(shù)K3的數(shù)據(jù)來源為地勘資料或現(xiàn)場測試。

可選的，所述S4具體為：

1)單軸飽和抗壓強(qiáng)度獲取