一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，包括：对水渗流岩体进行岩体勘探，得到水渗流岩体模型，并基于所述水渗流岩体模型设定电阻率监测点，得到在电阻率监测点的电阻率；基于所述电阻率监测点和电阻率，确定所述水渗流岩体模型的电各向异性取值；基于所述水渗流岩体模型，确定各个水渗流岩体的结构特征，利用数值模拟的方法确定电各向异性和结构特征之间的关系；确定水渗流岩体模型的结构特征和电各向异性取值之间的关联度，可以在在确定电各向异性的取值后，可以对水渗流岩体的结构进行预测，根据预测结果及时对水渗流岩体采取应对措施，避免灾害发生。生。生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法


[0001]本专利技术涉及地质监测设备
，特别涉及一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法。

技术介绍

[0002]大坝、水库等储水体的渗漏过程、冰雪融化过程、灌溉过程、雨水在地面的下渗过程、海水入侵过程、存储生活垃圾和核废料的储体渗漏过程、煤矿的突水过程、浆液进入注浆体的过程以及各种水文探测中示踪剂在水中的流动过程均可引起周围介质的电性变化，水渗的本质是采动围岩中水渗流的失稳，由于采动或其他岩土工程活动，常常会造成岩体开裂甚至破碎，而破碎岩体裂隙中的渗透率要远比孔隙渗透率高，这就是渗流引起的重大灾害事故往往多发生在破碎岩体中的原因。
[0003]单纯只靠实地监测电阻率的方式，需要对多个布局点进行人工监测，不仅耗费了大量的人力物力，且只通过电阻率来监测水渗流岩体的典型变化不够全面，导致对电性变化的测量产生误差，不能准确得到水渗流岩体的典型变化，导致不能准确地预测重大灾害事故的发生。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，可以对水渗流岩体的结构进行预测，及时对水渗流岩体采取应对措施，避免灾害发生。
[0005]一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，包括：
[0006]S1：对水渗流岩体进行岩体勘探，得到水渗流岩体模型，并基于所述水渗流岩体模型设定电阻率监测点，得到在电阻率监测点的电阻率；
[0007]S2：基于所述电阻率监测点和电阻率，确定所述水渗流岩体模型的电各向异性取值；
[0008]S3：基于所述水渗流岩体模型，确定各个水渗流岩体的结构特征，利用数值模拟的方法确定电各向异性和结构特征之间的关系。
[0009]优选的，S1中，对水渗流岩体进行岩体勘探，得到水渗流岩体模型，包括：
[0010]利用自动化探测设备对所述水渗流岩体进行三维点云数据获取和平面图像获取；
[0011]对所述三维点云数据得到所述水渗流岩体的结构布局和尺寸，基于所述二维图像确定所述水渗流岩体的材质特征；
[0012]基于所述结构布局、尺寸和材质特征，建立所述水渗流岩体模型。
[0013]优选的，S1中，基于所述水渗流岩体模型设定电阻率监测点，得到在电阻率监测点的电阻率，包括：
[0014]基于所述水渗流岩体模型的岩体密度和岩体孔隙率，确定在所述水渗流岩体模型的电阻率监测点；
[0015]从实体的水渗流岩体获取所述电阻率监测点对应的实际点，将电极插入泥地中，
并接收电极的信号，基于所述信号，确定电阻率。
[0016]优选的，S2中，基于所述电阻率监测点和电阻率，确定所述水渗流岩体模型的电各向异性取值，包括：
[0017]基于电阻率监测点之间的相对位置特征和电阻率监测点位置所处的岩体结构特征，确定每个电阻率监测点与其他电阻率监测点的关联系数；
[0018]基于所述关联系数和电阻率，确定所述渗流岩体模型的电各向异性取值。
[0019]优选的，S3中，基于所述水渗流岩体模型，确定各个水渗流岩体的结构特征，包括：
[0020]将所述水渗流岩体模型按照网格划分为多个单元，按照预设分析方法对每个单元进行分析，得到第一单元特征；
[0021]根据所述第一单元特征，对所述多个单元进行合并，得到整体单元，并根据所述第一单元特征，得到整体单元的第二单元特征；
[0022]对所述第二单元特征进行融合处理，得到水渗流岩体的结构特征。
[0023]优选的，S3中，利用数值模拟的方法确定电各向异性和结构特征之间的关系包括：
[0024]基于结构属性，对所述结构特征进行一级标记和二级标记，基于电各向异性取值对所述结构特征进行结果标记，并根据标记结果，得到结果标记与标记组合的对应关系，其中，所述标记组合包括某一种一级标记和二级标记，所述对应关系为结果标记对应标记组合，对应方式为一对多；
[0025]基于所述电各向异性、结构特征，在所述水渗流岩体模型的基础上进行标记建立静态模型，并基于所述对应关系，赋予所述二级标记的动态调整功能，建立动态模型；
[0026]对动态模型进行再次数值模拟，确定电各向异性和结构特征之间的关系。
[0027]优选的，根据标记结果，得到结果标记与标记组合的对应关系，包括：
[0028]基于结构属性，对所述结构特征进行特征分析，得到每个结构属性下的属性子特征，并按照结构属性的等级划分规则，将所述属性子特征进行等级划分，得到属性子特征的等级；
[0029]根据所述属性子特征，对结构特征进行一级标记，根据所述等级，对结构特征进行二级标记，基于所述电各向异性取值对所述结构特征进行结果标记；
[0030]将所述一级标记和二级标记作为输入，所述结果标记作为分类标准，获取在相同结果标记对应的一级标记和二级标记的组合，得到结果标记与标记组合的对应关系。
[0031]优选的，对动态模型进行再次数值模拟，确定电各向异性和结构特征之间的关系，包括：
[0032]在所述动态模型中按照一级标记，对所述二级标记进行单一性调整，基于所述对应关系，对所述动态模型进行数值模拟，输出单一性调整对应的单一动态结果标记，改变所述一级标记的单一性调整属性，直到得到所有一级标记对应的单一动态结果标记；
[0033]基于所述所有一级标记及其对应的单一动态结果标记之间的标记关系，对所有一级标记中至少两个一级标记同时进行调整的情况进行再次数值模拟，得到综合结果标记，并以综合结果标记对应的电各项异性数值为横坐标，二级标记为对应的属性子特征取值为纵坐标，建立得到关系曲线图。
[0034]优选的，基于所述水渗流岩体模型的岩体密度和岩体孔隙率，确定在所述水渗流岩体模型的电阻率监测点，包括：
[0035]按照所述水渗流岩体模型的岩体密度，对所述水渗流岩体模型进行划分，得到部分水渗流岩体，并基于部分水渗流岩体的岩体密度和面积，设定在所述部分水渗流岩体的监测点个数；
[0036]对所述部分水渗流岩体再次进行更大精度的岩体密度检测，并根据检测结果，确定在所述部分水渗流岩体的监测区域，其中，所述监测区域对应所述监测点个数；
[0037]获取所述监测区域中岩体孔隙率最高的位置，作为电阻率监测点。
[0038]优选的，获取所述监测区域中岩体孔隙率最高的位置，作为电阻率监测点后，还包括：
[0039]确定所述位置在所述水渗流岩体模型中坐标点，获取所述坐标点在实地的水渗流岩体的实地位置；
[0040]确定所述实地位置的地质信息，并判断所述地质信息是否满足电阻率的监测环境要求；
[0041]若是，确定所述位置为最终的电阻率监测点；
[0042]否则，选取与所述位置最近且满足所述监测环境要求的临近位置作为最终的电阻率监测点。
[0043]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，其特征在于，包括：S1：对水渗流岩体进行岩体勘探，得到水渗流岩体模型，并基于所述水渗流岩体模型设定电阻率监测点，得到在电阻率监测点的电阻率；S2：基于所述电阻率监测点和电阻率，确定所述水渗流岩体模型的电各向异性取值；S3：基于所述水渗流岩体模型，确定各个水渗流岩体的结构特征，利用数值模拟的方法确定电各向异性和结构特征之间的关系。2.根据权利要求1所述的一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，其特征在于，S1中，对水渗流岩体进行岩体勘探，得到水渗流岩体模型，包括：利用自动化探测设备对所述水渗流岩体进行三维点云数据获取和平面图像获取；对所述三维点云数据得到所述水渗流岩体的结构布局和尺寸，基于所述二维图像确定所述水渗流岩体的材质特征；基于所述结构布局、尺寸和材质特征，建立所述水渗流岩体模型。3.根据权利要求1所述的一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，其特征在于，S1中，基于所述水渗流岩体模型设定电阻率监测点，得到在电阻率监测点的电阻率，包括：基于所述水渗流岩体模型的岩体密度和岩体孔隙率，确定在所述水渗流岩体模型的电阻率监测点；从实体的水渗流岩体获取所述电阻率监测点对应的实际点，将电极插入泥地中，并接收电极的信号，基于所述信号，确定电阻率。4.根据权利要求1所述的一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，其特征在于，S2中，基于所述电阻率监测点和电阻率，确定所述水渗流岩体模型的电各向异性取值，包括：基于电阻率监测点之间的相对位置特征和电阻率监测点位置所处的岩体结构特征，确定每个电阻率监测点与其他电阻率监测点的关联系数；基于所述关联系数和电阻率，确定所述渗流岩体模型的电各向异性取值。5.根据权利要求1所述的一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，其特征在于，S3中，基于所述水渗流岩体模型，确定各个水渗流岩体的结构特征，包括：将所述水渗流岩体模型按照网格划分为多个单元，按照预设分析方法对每个单元进行分析，得到第一单元特征；根据所述第一单元特征，对所述多个单元进行合并，得到整体单元，并根据所述第一单元特征，得到整体单元的第二单元特征；对所述第二单元特征进行融合处理，得到水渗流岩体的结构特征。6.根据权利要求1所述的一种基于电阻率的水渗流岩体电各向异性数值模拟方法，其特征在于，S3中，利用数值模拟的方法确定电各向异性和结构特征之间的关系包括：基于结构属性，对所述结构特征进行一级标记和二级标记，基于电各向异性取值对所述结构特征进行结果标记，并根据标记结果，得到结果标记与标记组合的对应关系，其中，所述标记组合包括某一种一级标记和二级标记，所述对应关系为结果标记对应标记组合，对应方式为一对多；基于所述电各向异性、结构特征，在所述水渗流岩体模型的基础...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，杨立云，刘凯文，周斌，张向文，林晓，吴德兴，吴航通，高宇馨，许丹，李俊，李行利，张晓晓，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：