一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法技术

一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法，主要包括测量并计算钻孔岩芯岩石破碎程度指标；根据工程勘察资料计算各地层BQ值并根据施工现场岩渣获取岩渣点荷载强度；获取破碎程度指标和点荷载强度之间的经验关系公式；基于以上结果和掌子面各地层面积占比可得到复合地层全断面现场岩体掘进难度指标RH

【技术实现步骤摘要】
一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法
本专利技术属于全断面隧道掘进机掘进参数智能化计算及应用方法领域，特别涉及一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法。
技术介绍
目前复合地层盾构掘进效率定量预测是公认的一大工程难题，尤其是最好能够即测即用，能够快速预警直接应用于指导盾构施工的掘进效率精确预测方法少之又少，现存已提出的方法测算过程复杂，精度不高，且不能及时应用于指导现场施工，针对以上缺陷，本专利技术提出的一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法基于现场实测数据和掘进参数经过反复多次的量化分析，同时考虑了多方影响因素，最终得到精确度较高的复合地层盾构掘进效率预测模型，能够及时调整掘进参数，该预测模型对于现场的管理人员有着重要的理论指导意义和参考价值，可以提高盾构机掘进效率，缩短工期，节约成本。目前存在的复合地层盾构掘进效率预测计算方法有：1(顾刚，颜永国，冯春等.复合地层盾构刀盘掘进速率及受力特性分析[J].隧道建设(中英文)，2018，第38卷(11):1895-1902.)通过在CDEM中引入简单有限体积法、虚拟质量法、单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法，其特征在于:包括以下步骤：/n步骤一、获取钻孔岩芯岩石破碎程度指标RD/n定义钻孔岩芯岩石破碎程度指标RD，RD越大岩芯越破碎，如式(1)；/n

【技术特征摘要】
1.一种复合地层盾构掘进效率现场预测计算方法，其特征在于:包括以下步骤：
步骤一、获取钻孔岩芯岩石破碎程度指标RD
定义钻孔岩芯岩石破碎程度指标RD，RD越大岩芯越破碎，如式(1)；



其中RD为岩石破碎程度指标，L为钻孔取芯总长度，i为同种地层内个岩芯段按照取样深度由1开始从浅到深编号，n为所有岩芯段的总个数，di为同种地层内编号为i的岩芯段长度；
步骤二、统计各地层BQ值和岩渣点荷载强度Is(50)
根据工程勘察资料统计岩体完整性指标kv、岩石饱和单轴抗压强度Rc，并计算对应的BQ值；
在皮带输送机上取得掘进时掌子面被破碎形成的岩渣，获取岩渣点荷载强度Is(50)；
步骤三、获取RD和Is(50)之间的经验关系公式
为了选择适合RD和Is(50)的函数形式，对花岗岩复合地层工程实例的数据作五种曲线形式的回归分析，分别按照Is(50)＝a+bRD、1/Is(50)＝c/RD+d、Is(50)＝e/RD+f、Is(50)＝exp(gRDh)、Is(50)＝qlog(RD)+w的形式构造RD和Is(50)之间的经验关系式，并用实测值进行拟合；
对比五种函数的回归分析结果，直线关系的拟合度最高，回归效果最佳，故将其作为RD和Is(50)之间的关系，如式(2)；
Is(50)＝1.22455+0.04399RD(2)
步骤四、构建RH指标
根据步骤三的推断，建立BQ、RD和Is(50)之间的经验计算公式模型y＝t1×RD+t2×Is(50)+t3，以BQ为应变量样本值y，以相应地层的RD、Is(50)为自变量样本值，t1、t2、t3分别为方程系数，对来自盾构掘进深圳市花岗岩复合地层工程实例的数据作五种曲线形式的多元线性回归分析，拟合计算结果如式(3)所示；
如式(3)，为应变量样本值y的预测值，重新定义为均质地层的现场岩体掘进难度指标RH，以区别根据kv和Rc计算得到的BQ；
RH＝2.2×RD+44.9×Is(50)+201.6(3)
根据工程地质勘察报告，在盾构穿越过程中将盾构掘进掌子面地层组成相同并且各地层面积占比相同的部分归为同一地质分段，定义该地质分段的复合地层全断面现场岩体掘进难度指标RHf，如公式(4)；



其中S0为掌子面全...

【专利技术属性】
技术研发人员：李闯，韩爱民，施烨辉，李彤，程荷兰，李璇，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京坤拓土木工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32