一种大变形走滑断层位移模式监测方法技术

本申请公开了一种大变形走滑断层位移模式监测方法，属于岩体工程技术领域；监测方法包括：沿断层深度方向钻取穿断层深孔，并依次沿穿断层深孔长度方向在其内部间隔依次设置多个初始监测点，且相邻的初始监测点在第一方向上的投影的间距为预设间距；分别在多个初始监测点监测穿断层深孔的初始方位角；在走滑断层发生位移的情况下，以预设间距为基础依次确定穿断层深孔内实测监测点；分别在实测监测点处监测得到实测方位角；基于预设间距、初始方位角、初始方位角、实测方位角以及实测方位角，获取初始监测点处错动平移量以及相邻实测监测点在穿断层深孔内的孔内距离。本申请提供的监测方法能够实现断层厚度方向的大变形走滑断层位移模式监测。断层位移模式监测。断层位移模式监测。

【技术实现步骤摘要】
一种大变形走滑断层位移模式监测方法


[0001]本申请属于岩体工程
，尤其涉及大变形走滑断层位移模式监测方法。

技术介绍

[0002]走滑断层错动对复杂地质条件区域岩体工程和结构的稳定性的影响深刻，因此，准确识别走滑断层的错动平移量分布模式对于岩体工程措施的选择和结构的设计至关重要；但是，目前对于沿走滑断层厚度方向的错动平移量识别尚无较好的方法。
[0003]对于断层为测量主要分为小变形的断层位移测量和大变形的断层位移测量；其中，对于小变形的断层位移测量往往采用铟钢尺基线测量、精密水准测量、高精度三角测量、激光测距、电阻丝钢弦测距、连通管测量、石英伸缩仪和地倾斜测量等方法；对于大变形的断层位移，多采用观测站、GNSS或深孔位移监测方法，但是以上方法均无法获得沿断层深度方向，即厚度方向的位移分布数据和规律。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种大变形走滑断层位移模式监测方法，旨在至少能够在一定程度上解决无法监测大变形走滑断层在厚度方向上的位移模式的技术问题。为此，
[0005]本申请实施例提供的大变形走滑断层位移模式监测方法，包括：
[0006]沿断层深度方向钻取穿断层深孔，并沿所述穿断层深孔长度方向在其内部间隔依次设置多个初始监测点，且相邻的第i个初始监测点和第i+1个初始监测点在第一方向上的投影的间距为预设间距ΔH
i
；
[0007]分别在所述多个初始监测点监测所述穿断层深孔的初始方位角θ
0,i
；
[0008]在走滑断层发生位移的情况下，以预设间距ΔH
i
为基础依次确定所述穿断层深孔内实测监测点；
[0009]分别在所述实测监测点处监测得到实测方位角θ
n,i
；
[0010]基于所述预设间距ΔH
i
、所述初始方位角θ
0,i
、初始方位角θ
0,i+1
、实测方位角θ
n,i
以及实测方位角θ
n,i+1
，获取第i+1个所述初始监测点处第n次监测的错动平移量S
n,i
以及相邻的第i个实测监测点和第i+1个实测监测点在所述穿断层深孔内的孔内距离ΔL
n,i
；
[0011]基于所述错动平移量S
n,i
和所述孔内距离ΔL
n,i
，得到总错动平移量S
n
与所述穿断层深孔的钻孔深度L
n
的关系曲线；
[0012]其中，设第一个初始监测点为参考点，不发生走滑位移，i为初始监测点和实测监测点的位次，n为监测走滑位移的频次。
[0013]进一步地，所述沿断层深度方向钻取穿断层深孔包括：
[0014]根据断层分布状态，在断层两侧分别设置耳洞；
[0015]沿断层深度方向钻孔，连通断层两侧的耳洞，形成穿断层深孔。
[0016]进一步地，所述穿断层深孔内安装有柔性套管，所述多个初始监测点沿所述穿断层深孔长度方向间隔设置在所述柔性套管内。
[0017]进一步地，所述柔性套管为柔性PVC套管或弹簧套管。
[0018]进一步地，所述在所述多个初始监测点监测所述穿断层深孔的初始方位角包括：
[0019]通过方位角监测设备沿所述穿断层深孔长度方向依次在所述多个初始监测点处测量所述穿断层深孔的初始方位角。
[0020]进一步地，所述以预设间距ΔH
i
为基础依次确定所述穿断层深孔内实测监测点包括：
[0021]以在第一方向上的投影的间距为预设间距ΔH
i
为标准，沿所述柔性套管长度方向，自第二个初始监测点开始，依次确定所述穿断层深孔内实测监测点的位置。
[0022]进一步地，所述方位角监测设备包括：方位角传感器。
[0023]进一步地，第i+1个初始监测点处的错动平移量S
n,i
以及孔内距离ΔL
n,i
的换算模型为：
[0024][0025][0026][0027]其中，ΔL
0,i
为相邻两个初始监测点之间的距离，ΔL
n,i
为相邻两个实测监测点之间的距离。
[0028]进一步地，所述总错动平移量S
n
以及所述钻孔深度L
n
的换算模型为
[0029][0030][0031]其中，N为监测点的个数。
[0032]进一步地，所述第一方向为断层厚度方向或者或断层面倾向。
[0033]本申请实施例至少具有如下有益效果：
[0034]本申请实施例提供的大变形走滑断层位移模式监测方法，通过在沿断层深度方向钻取穿断层深孔，并等间隔设置监测点，分别监测走滑断层发生位移前后监测方位角，以获取方位角偏差，从而基于预设的监测点间隔得到每个监测点的错动平移量，从而能够得到在断层深度方向上的大变形走滑断层位移的分布模式。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1示出了本申请实施例中的大变形走滑断层位移模式监测方法的钻孔方位示意
图；
[0037]图2示出了图1中的大变形走滑断层位移模式监测方法的钻孔深度
‑
方位角关系曲线；
[0038]图3示出了图1中的大变形走滑断层位移模式监测方法的钻孔深度
‑
错动平移量关系曲线；
[0039]图4示出了图1中的大变形走滑断层位移模式监测方法的原理示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0041]此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0042]下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：
[0043]参见图1、图2、图3和图4，本申请实施例提供的大变形走滑断层位移模式监测方法，包括：
[0044]沿断层深度方向钻取穿断层深孔，并沿所述穿断层深孔长度方向在其内部间隔依次设置多个初始监测点，且相邻的第i个初始监测点和第i+1个初始监测点在第一方向上的投影的间距为预设间距ΔH
i
；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大变形走滑断层位移模式监测方法，其特征在于，包括：沿断层深度方向钻取穿断层深孔，并沿所述穿断层深孔长度方向在其内部间隔依次设置多个初始监测点，且相邻的第i个初始监测点和第i+1个初始监测点在第一方向上的投影的间距为预设间距ΔH
i
；分别在所述多个初始监测点监测所述穿断层深孔的初始方位角θ
0,i
；在走滑断层发生位移的情况下，以预设间距ΔH
i
为基础依次确定所述穿断层深孔内实测监测点；分别在所述实测监测点处监测得到实测方位角θ
n,i
；基于所述预设间距ΔH
i
、所述初始方位角θ
0,i
、初始方位角θ
0,i+1
、实测方位角θ
n,i
以及实测方位角θ
n,i+1
，获取第i+1个所述初始监测点处第n次监测的错动平移量S
n,i
以及相邻的第i个实测监测点和第i+1个实测监测点在所述穿断层深孔内的孔内距离ΔL
n,i
；基于所述错动平移量S
n,i
和所述孔内距离ΔL
n,i
，得到总错动平移量S
n
与所述穿断层深孔的钻孔深度L
n
的关系曲线；其中，设第一个初始监测点为参考点，不发生走滑位移，i为初始监测点和实测监测点的位次，n为监测走滑位移的频次。2.如权利要求1所述的大变形走滑断层位移模式监测方法，其特征在于，所述沿断层深度方向钻取穿断层深孔包括：根据断层分布状态，在断层两侧分别设置耳洞；沿断层深度方向钻孔，连通断层两侧的耳洞，形成穿断层深孔。3.如权利要求1所述的大变形走滑断层位...

【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，周辉，陈珺，胡明明，卢景景，张传庆，王家豪，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：