动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法技术

本发明专利技术提供了一种动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，包括以下步骤：S100在动水软弱破碎围岩的高压注浆过程中，采用毛管式粘度计或者旋转式粘度计采集浆体的初始数据；S200根据采集方式设置对应的数据处理模型，以对应的数据处理模型对初始数据进行处理，得到高压注浆浆体的切应力；S300根据预设条件判定高压注浆各点数据是否存在异常，将异常数据剔除。本方案根据数据采集的方式，设置并选择对应的数据处理模型进行数据处理，得到高压注浆的浆体切应力，并通过预设条件判定数据是否存在异常，剔除异常数据后进行保存，保证了高压注浆流变数据的正确性，可用于引导高压注浆方案的优化与调整，以确保注浆后的围岩稳固性。岩稳固性。岩稳固性。

【技术实现步骤摘要】
动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法


[0001]本专利技术涉及围岩注浆流变数据处理
，特别涉及一种动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法。

技术介绍

[0002]在动水软弱破碎围岩地质状况下的隧道施工中，隧道围岩加固往往采用高压注浆方式，高压注浆的浆体属于液体，随着注浆过程，浆体存在流变特性，浆体的流变参数是反映流变特性的最基本参数。高含沙水流、泥石流及管道浆体输送等众多领域中，浆体的流变参数大都采用粘度计来测定。目前常用的主要是毛管式和旋转式粘度计。这两种仪器均能较方便地测出试样受剪时的切应力和切变速率，由此即可计算出试样的流变参数值。
[0003]流变试验数据的处理方法常用虚流变曲线法，即用试验数据和虚流变方程相关，求得试样的流变参数值，目前采用的计算方法存在着一些问题。首先，在虚流变方程的使用上存在着一定的盲目性，浆体在不同的受力状态下，其流变特性符合不同的虚流变方程，已有的研究成果也曾指出这点，但在实际应用时却往往忽视了这一点，盲目地采用简化了的直线型虚流变方程求解；其次，对不同受力区的划分，没有一个定量的判别标准，这也是造成盲目使用简化方程的原因之一；第三，没有一种简单实用的求解非线性虚流变方程的计算方法。因此在实际应用时没有一个标准可依，往往靠人为判断，很难保证计算结果的正确性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，包括以下步骤：S100在动水软弱破碎围岩的高压注浆过程中，采用毛管式粘度计或者旋转式粘度计采集浆体的初始数据；S200根据采集方式设置对应的数据处理模型，以对应的数据处理模型对初始数据进行处理，得到高压注浆浆体的切应力；S300根据预设条件判定高压注浆各点数据是否存在异常，将异常数据剔除。
[0005]可选的，当采用毛管式粘度计时，则数据处理模型采用以下公式计算各点的浆体切应力：上式中，表示第点的浆体切应力；表示毛管的管径；表示毛管管壁处切应力；表示第点的浆体的刚度系数；表示浆体的平均流速。
[0006]可选的，当采用旋转式粘度计时，旋转式粘度计包括同心的内转筒和外转筒，则数据处理模型采用以下公式计算各点的浆体切应力：
上式中，表示第点的浆体切应力；表示旋转的转筒扭矩；表示内转筒的半径；表示内转筒或者外转筒的有效高度。
[0007]可选的，所述预设条件为浆体切应力误差小于预设的误差阈值，所述浆体切应力误差采用以下公式计算：上式中，表示第点的浆体切应力误差；表示经测量计算的第点的浆体切应力值个数；表示第点的第j个浆体切应力；表示第点的平均浆体切应力；若不满足预设条件，则判断该点数据存在异常，并将异常数据剔除。
[0008]可选的，还包括注浆验证，所述注浆验证的过程如下：采用以下公式计算围岩粘补需求强度：上式中，表示第点的围岩粘补需求强度；表示第点的围岩内聚力；表示第点的围岩正应力；表示正切函数；表示第点的围岩正应力的内摩擦角度；若任意点的浆体切应力大于围岩粘补需求强度，则表示注浆满足围岩加固需求；否则表示注浆不满足围岩加固需求，需要调整注浆方案。
[0009]可选的，所述初始数据包括注浆时间，采用以下公式计算浆体粘度：上式中，表示浆体发生时变性的粘度值；表示浆体本身的初始粘度值；表示浆体本身的粘性时变系数，对于不同水灰比的浆体取值不同，通过粘塑性试验测得；表示实际注浆过程当中所用的时间。
[0010]可选的，所述初始数据包括注浆压力，采用以下公式计算评估注浆的浆体扩散最大距离：上式中，表示浆体扩散最大距离；表示注浆压力；为围岩裂隙高度；表示浆体的流量；表示围岩裂隙宽度；表示浆体的稠度系数；为浆体的水灰比。
[0011]可选的，根据高压注浆的初始数据建立围岩的三维有限元模型，通过高压注浆过
程的数据分析，以可视化方式在三维有限元模型中动态展现围岩加固过程，实现围岩加固的可视化监控。
[0012]可选的，所述三维有限元模型中采用以下物元描述：上式中，表示物元；表示评价单元；表示评价单元的第项影响因素；表示第项影响因素数量化的量值域；表示影响因素的个数；确定围岩稳定性的等级划分，根据以下公式计算物元与围岩稳定性等级H的关联度：上式中，表示物元与围岩稳定性等级H的关联度；表示第项影响因素的第项指标权系数；表示各单项评价指标关于围岩稳定性各等级的关联度；表示每个影响因素的指标数量；然后根据物元与围岩稳定性等级H的关联度计算结果来对围岩稳定性进行评价。
[0013]可选的，基于正态分布函数，在采集的初始数据的信息传输，采用下式计算初始数据传输的信息熵：其中，表示初始数据传输的信息熵；表示第i个初始数据的传输时间；i表示初始数据编号，为由1开始顺序编号；表示第j种初始数据传输的接收信号；j表示初始数据传输的接收信号编号，为由1开始顺序编号；所述δ表示初始数据的传输能，所述k表示信息熵指标；若计算得到的信息熵超过预设熵阈值，表示初始数据在传输过程中存在失真，并剔除接收到失真的初始数据。
[0014]本专利技术的动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，根据数据采集的方式，设置并选择对应的数据处理模型进行数据处理，得到高压注浆的浆体切应力，并通过预设条件判定数据是否存在异常，剔除异常数据后进行保存，保证了高压注浆流变数据的正确性，基于此数据分析得到高精确的注浆流变数据，可用于引导高压注浆方案的优化与调整，以确保注浆后的围岩稳固性。
[0015]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0016]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0017]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例中一种动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法流程图。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，包括以下步骤：S100在动水软弱破碎围岩的高压注浆过程中，采用毛管式粘度计或者旋转式粘度计采集浆体的初始数据；S200根据采集方式设置对应的数据处理模型，以对应的数据处理模型对初始数据进行处理，得到高压注浆浆体的切应力；S300根据预设条件判定高压注浆各点数据是否存在异常，将异常数据剔除。
[0020]上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案根据数据采集的方式，设置并选择对应的数据处理模型进行数据处理，得到高压注浆的浆体切应力，并通过预设条件判定数据是否存在异常，剔除异常数据后进行保存，保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S100在动水软弱破碎围岩的高压注浆过程中，采用毛管式粘度计或者旋转式粘度计采集浆体的初始数据；S200根据采集方式设置对应的数据处理模型，以对应的数据处理模型对初始数据进行处理，得到高压注浆浆体的切应力；S300根据预设条件判定高压注浆各点数据是否存在异常，将异常数据剔除。2.根据权利要求1所述的动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，其特征在于，当采用毛管式粘度计时，则数据处理模型采用以下公式计算各点的浆体切应力：上式中，表示第点的浆体切应力；表示毛管的管径；表示毛管管壁处切应力；表示第点的浆体的刚度系数；表示浆体的平均流速。3.根据权利要求1所述的动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，其特征在于，当采用旋转式粘度计时，旋转式粘度计包括同心的内转筒和外转筒，则数据处理模型采用以下公式计算各点的浆体切应力：上式中，表示第点的浆体切应力；表示旋转的转筒扭矩；表示内转筒的半径；表示内转筒或者外转筒的有效高度。4.根据权利要求1所述的动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，其特征在于，所述预设条件为浆体切应力误差小于预设的误差阈值，所述浆体切应力误差采用以下公式计算：上式中，表示第点的浆体切应力误差；表示经测量计算的第点的浆体切应力值个数；表示第点的第个浆体切应力；表示第点的平均浆体切应力；若不满足预设条件，则判断该点数据存在异常，并将异常数据剔除。5.根据权利要求1所述的动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，其特征在于，还包括注浆验证，所述注浆验证的过程如下：采用以下公式计算围岩粘补需求强度：上式中，表示第点的围岩粘补需求强度；表示第点的围岩内聚力；表示第
点的围岩正应力；表示正切函数；表示第点的围岩正应力的内摩擦角度；若任意点的浆体切应力大于围岩粘补需求强度，则表示注浆满足围岩加固需求；否则表示注浆不满足围岩加固需求，需要调整注浆方案。6.根据权利要求1所述的动水软弱破碎围岩高压注浆流变数据识别处理方法，其特征在于，所述初始数据包括注...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，陈敏，王仁明，汤宇，刘德安，孟国基，王圣，王峰，彭学军，翁小川，李一萍，林晓，高宇馨，赵建斌，徐毅勇，刘飞翔，游国平，张晓晓，杨超，李行利，刘素云，熊晓晖，
申请(专利权)人：中铁五局集团第一工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：