[發明專利]隧道圍巖穩定性確定方法和裝置

在審

• 申請號: 202210215987.3
• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114663622A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 李林;王平;楊軍;張華;黃金玉
• 申請（專利權）人: 中鐵十九局集團有限公司;中鐵十九局集團第五工程有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T17/10
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 祝樂芳

1.一種隧道圍巖穩定性確定方法，其特征在于，包括：

獲取隧道的設計數據，根據所述隧道的設計數據建立隧道三維模型，所述隧道三維模型包括多個隧道斷面的幾何信息；

在目標隧道斷面上確定特征點，所述目標隧道斷面包括一個或多個所述隧道斷面，所述特征點包括所述目標隧道斷面上的多個重點監測點；

獲取所述目標隧道斷面包括的第一信息，所述第一信息包括所述特征點與所述目標隧道斷面上的預設點之間的距離信息和方位角信息；

通過無人機機載三維激光掃描儀獲取目標隧道斷面的點云數據，基于所述目標隧道斷面的點云數據獲取目標隧道斷面包括的第二信息，所述第二信息包括所述特征點的點云與預設點之間的距離信息和方位角信息；

通過比對所述第一信息與所述第二信息，確定所述隧道圍巖的穩定性。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標隧道斷面上的預設點為所述目標隧道斷面的中心點，所述獲取所述目標隧道斷面包括的第一信息，包括：

以所述目標隧道斷面的中心點為坐標原點，獲取所述特征點的坐標信息；

基于所述特征點的坐標信息，計算特征點與所述目標隧道斷面的中心點之間的距離和方位角；

將所述特征點與所述目標隧道斷面的中心點之間的距離和方位角確定為所述目標隧道斷面包括的第一信息。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標隧道斷面的點云數據獲取目標隧道斷面包括的第二信息，包括：

基于所述目標隧道斷面的點云數據確定所述特征點的點云的坐標信息；

基于所述特征點的點云的坐標信息，計算所述特征點的點云與所述目標隧道斷面的中心點的點云之間的距離和方位角；

將所述特征點的點云與所述目標隧道斷面的中心點的點云之間的距離和方位角作為所述第二信息。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過比對所述第一信息與所述第二信息，確定所述隧道圍巖的穩定性，包括：

獲取距離變化量和方位角變化量，所述距離變化量為所述第一信息包括的距離與所述第二信息包括的距離之差，所述方位角變化量為所述第一信息包括的方位角與所述第二信息包括的方位角之差；

若所述距離變化量大于第一閾值，且所述方位角變化量大于第二閾值，則確定所述目標隧道斷面為預警斷面。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在確定所述目標隧道斷面為預警斷面之后，所述方法還包括：

獲取所述預警斷面上的特征點的點云相對于所述特征點的位移量，以及所述預警斷面上的特征點的點云相對于所述特征點的方位角變化量；

根據所述位移量和所述方位角變化量確定所述目標隧道斷面的圍巖變形所處的變形范圍。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在根據所述位移量和所述方位角變化量確定所述目標隧道斷面的圍巖變形范圍之后，所述方法還包括：

根據所述目標隧道斷面的圍巖變形范圍確定用于提高所述圍巖穩定性的風險消除方法。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據所述目標隧道斷面的點云數據，獲取所述目標隧道斷面包括的多個隧道斷面的斷面模型；

將所述目標隧道斷面包括的多個隧道斷面的斷面模型與所述隧道三維模型進行重疊，確定所述隧道圍巖的變形趨勢。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在根據所述目標隧道斷面的點云數據，獲取建立所述目標隧道斷面包括的多個隧道斷面的斷面模型之后，所述方法還包括：

獲取每個所述斷面模型的中心點的點云數據，基于每個所述斷面模型的中心點的點云數據建立隧道中心線線形模型；

將所述隧道中心線線形模型與所述隧道三維模型的中心線進行比對，對所述隧道的貫通線形進行分析。