[發明專利]一種地下洞室圍巖擾動應力演化過程立體識別方法及裝置

有效

• 申請號: 202210376484.4
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114459656B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李邵軍;豐光亮;瞿定軍;王國均;劉建;朱宗俊;易勝強
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;湖北宜化集團礦業有限責任公司;湖北杉樹埡礦業有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G06F30/20;G16C60/00;G16C10/00
• 代理公司: 武漢誠儒知識產權代理事務所(普通合伙) 42265
• 代理人: 劉天鈺

本申請提供了一種地下洞室圍巖擾動應力演化過程立體識別方法及裝置，用于通過在三分微震傳感器以及擾動應力計的實測值的基礎上，進行目標地下洞室的圍巖三維立體擾動應力的同時空數值反分析，在分析過程中基于實測值從點到體對整體的預測值進行糾正，達到圍巖立體擾動應力演化過程的高精度識別效果。

技術領域

本申請涉及地質領域，具體涉及一種地下洞室圍巖擾動應力演化過程立體識別方法及裝置。

背景技術

工程開挖、爆破等擾動產生的圍巖損傷及災變過程，首先反映在應力變化上，測試識別立體空間內擾動應力是評價巖體結構短期性能和長期性能的重要手段。

通過對應力演化信息的測試獲取，可以分析測試區穩定性，并可基于圍巖應力擾動程度評價指標預測巖爆、深層破裂等工程災害，從而提前進行工程災害的防控，保障施工安全。

目前，傳統擾動應力的測試與高精度識別局限于巖體局部單點，即通過鉆孔在測試點布置擾動應力計，采用注漿液使擾動應力計與鉆孔孔壁巖體耦合，通過擾動應力計、采集系統及數據解譯技術精確獲取測試點的擾動應力。

然而在現有的相關技術的研究過程中，發明人發現，雖然使用多個擾動應力計時可獲取多個單點位置處的擾動應力，但開挖引起的地下洞室巖體三維立體空間內擾動應力變化的大小和分布十分復雜，局部多個單點的擾動應力測試數據有限，難以基于這些有限點的數據準確獲取地下洞室巖體三維空間上的擾動應力演化過程，進而影響地下洞室巖體立體失穩工程現象的精準評價和預測。

發明內容

本申請提供了一種地下洞室圍巖擾動應力演化過程立體識別方法及裝置，用于通過在三分微震傳感器以及擾動應力計的實測值的基礎上，進行目標地下洞室的圍巖三維立體擾動應力的同時空數值反分析，在分析過程中基于實測值從點到體對整體的預測值進行糾正，達到圍巖立體擾動應力演化過程的高精度識別效果。

第一方面，本申請提供了一種地下洞室圍巖擾動應力演化過程立體識別方法，方法包括：

在待測量擾動力演化過程的目標地下洞室開挖之前，通過鉆孔攝像頭采集目標地下洞室與臨近已開挖洞室之間的鉆孔的巖體結構特征；

在目標地下洞室的開挖過程中，通過布設于目標地下洞室與臨近已開挖洞室之間的鉆孔中的三分微震傳感器，采集鉆孔周邊的巖體破裂震動波信息；

基于巖體破裂震動波信息計算每個巖體破裂源位置處的震源視應力演化信息；

在目標地下洞室的開挖過程中，通過布設于鉆孔中的擾動應力計，采集擾動應力計安裝位置處的擾動應力演化信息；

結合鉆孔的巖體結構特征、每個巖體破裂源位置處的震源視應力演化信息以及擾動應力計安裝位置處的擾動應力演化信息，進行目標地下洞室的圍巖三維立體擾動應力的同時空數值反分析，分析結果作為目標地下洞室的地下洞室圍巖擾動應力演化過程立體識別結果。

結合本申請第一方面，在本申請第一方面第一種可能的實現方式中，三分微震傳感器包括第一三分微震傳感器以及第二三分微震傳感器，擾動應力計包括第一擾動應力計、第二擾動應力計以及第三擾動應力計，鉆孔中沿著目標地下洞室到臨近已開挖洞室的方向，依次布設第一三分微震傳感器、第一擾動應力計、第二擾動應力計、第三擾動應力計以及第二三分微震傳感器；

在設置過程中，通過推桿依次將第一三分微震傳感器、第一擾動應力計、第二擾動應力計、第三擾動應力計以及第二三分微震傳感器推送至對應位置后回收推桿。

結合本申請第一方面第一種可能的實現方式，在本申請第一方面第二種可能的實現方式中，巖體破裂源位置的定位過程包括：

分別測量第一三分微震傳感器以及第二三分微震傳感器的空間坐標；

獲取第一三分微震傳感器以及第二三分微震傳感器采集的震動波信息；