[發明專利]大型洞庫群地震穩定性評估方法

在審

• 申請號: 202110882280.3
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113589369A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 潘紀順;宋朝陽;裴迅;彭詣淙;袁雙喜
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 孫清曉

本發明涉及地下工程建設領域，具體涉及大型洞庫群地震穩定性評估方法，通過選取場地效應臺陣的布置位置作為基準面，獲取地震數據；對獲取地震數據進行模糊層析速度反演；利用反演的速度模型進行層析靜校正；將所有靜校正量對地震數據進行靜校正；對地震波數據采用IDA方法進行增量動力分析，制得IDA曲線，以PGV為依據進行多級調幅，得到多條IDA曲線，對多條IDA曲線進行回歸，根據回歸曲線上各點的斜率與彈性斜率的比值確定功能保障和安全保障的性能點。本發明更準確的反映洞庫群工程場址的地震地質特征，采用IDA方法進行增量動力分析，消除地震動的隨機性，全面評估洞庫群的抗震性能，為大型洞庫群地震動力災變失穩提供準則。

技術領域

本發明屬于地下工程建設領域，具體涉及大型洞庫群地震穩定性評估方法。

背景技術

在地下工程領域，大斷面、大跨度的洞室工程進入高速發展時期，并且洞室的跨度存在不斷增大的趨勢。由于洞庫跨度大，空間效應顯著，圍巖與支護系統的應力、位移和穩定性的力學特性更為復雜。過大的圍巖和支護結構變形和結構開裂都將對洞庫結構造成嚴重威脅。

目前，動荷載作用下隧洞/隧道圍巖安全性評價仍是巖石力學與地下工程亟待解決的難題，現有的針對地下洞庫圍巖穩定性的評估方法，主要包括三種：一是通過對水幕巷補水壓力和補水量評估洞庫圍巖是否發生開裂、坍塌，這種方法可靠性低、難以直觀地反映真實洞庫圍巖情況；二是通過在地表定向施工鉆孔，然后通過鉆孔觀測手段獲取洞庫圍巖附近狀況，此方法施工難度大、技術成本高，獲得洞庫圍巖信息具有局限性；三是在地下洞庫建立微震監測系統，通過微震監測數據反映洞庫的穩定性，此方法國內外目前在采礦、石油和大壩抗震等領域應用成熟，但在各領域的應用均缺乏統一的標準。因此，如何科學地、合理地通過微震監測系統評價洞庫圍巖的穩定性，成為亟待解決的技術難題。

發明內容

為了克服上述技術缺陷的不足，本發明提供了大型洞庫群地震穩定性評估方法。

本發明提供大型洞庫群地震穩定性評估方法，關鍵在于包括以下步驟：

步驟一、選取場地效應臺陣的布置位置作為基準面，獲取地震數據；

步驟二、對獲取地震數據進行模糊層析速度反演；

步驟三、利用反演的速度模型進行層析靜校正；

步驟四、將所有靜校正量對地震數據進行靜校正；

步驟五、對地震波數據采用IDA方法進行增量動力分析，制得IDA曲線；

步驟六、以PGV為依據進行多級調幅，得到多條IDA曲線，對多條IDA曲線進行回歸，根據回歸曲線上各點的斜率與彈性斜率的比值確定功能保障和安全保障的性能點。

優選的，所述步驟一中場地效應臺陣的布置位置為河床覆蓋層、基巖、區域活動性斷裂帶、壩址峽谷地形處。

優選的，所述步驟二中模糊層析速度反演的實現方法具體為：采用分段法將近地表進行網格劃分，建立初始速度模型，采用網格最短路徑迭代射線追蹤算法進行正演射線追蹤及旅行時計算，根據射線路徑建立旅行時方程SX＝T，基于旅行時方程SX＝T和初始速度模型建立模糊矩陣方程MX＝MT并求解，得到新速度模型，根據新速度模型，運用網格最短路徑迭代射線追蹤方法進行射線追蹤及旅行時計算，計算前后兩次所有旅行時的差的平方和，判斷是否符合精度要求，如果符合則輸出靜校正結果進行靜校正量的計算，如果不符合則將新速度模型帶入旅行時方程進行重新計算。

優選的，所述步驟二中：所述SX＝T如式1所示

式中，S_ij表示第i條射線，在第j個網格中的射線段的長度，如果射線沒有經過此網格，則對應的S_ij的值為0，X_j表示第j個網格的慢度值，t_t表示第t條射線的旅行時。