一种围岩松弛区域测试方法、计算方法及相关设备技术

本申请实施例公开了一种围岩松弛区域确定方法及相关设备。该方法包括：在目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔；在每个所述应力检测孔中放入应力测试计，其中，所述应力测试计包括多个应力传感器，每个所述应力传感器对应一个所述目标检测点；在所述应力测试计安装到指定位置的情况下，向所述应力检测孔内注入耦合剂；在所述耦合剂达到固化条件的情况下，基于所述应力测试计测量岩土应力信息；基于所述岩土应力信息通过应力扰动度确定所述围岩松弛区域。本申请实施例提出的围岩松弛区域测量方法可以对围岩松弛深度的预测，简单方便，节省人力物力，可以实现远程监控。可以实现远程监控。可以实现远程监控。

【技术实现步骤摘要】
一种围岩松弛区域测试方法、计算方法及相关设备


[0001]本说明书涉及岩土测试领域，更具体地说，本专利技术涉及一种围岩松弛区域测试方法、计算方法及相关设备。

技术介绍

[0002]深部工程开挖后会岩体出现损伤破裂，形成一定深度的EDZ(Excavation Damaged Zone，围岩松弛区)。为了评价分析地下工程围岩体松弛深度，发展了以声波和钻孔摄像等为代表性的测试技术和评价方法。在洞室开挖后，在监测断面的关键部位布设测试钻孔，采用单孔或跨孔声波、数字钻孔摄像原位测试手段，获得开挖洞室监测断面的围岩弹性波和节理裂隙特征，根据卸荷松弛区声波波速降低对应的岩体裂隙情况来综合判定围岩松弛深度。这些测试技术的本质是通过观测破裂引起围岩性质的改变建立的，如对围岩裂隙以及弹性波速变化的观测，不能对测试钻孔进行连续测试，因此，不能够实时监测围岩松弛深度的变化过程及判断围岩的松弛破坏时机，且测试过程繁琐，每次测试费时费力。
[0003]地应力及其工程开挖后的围岩扰动应力是地下工程地质灾害的主控制因素。事实上，原岩地应力是工程区岩体力学响应的本地因子，而工程开挖卸荷、爆破或地震等诱发的围岩扰动应力才是洞室稳定性及其灾变是否发生的最根本原因。围岩松弛区形成的实质是洞室开挖后，岩体的天然应力场发生变化，洞室围岩的应力场将重新分布，当重新分布后的应力大于围岩强度时，围岩即产生塑性破坏，这一破坏发展到一定深度后会取得新应力平衡，在洞室周围形成一定范围的松弛，此范围即是岩体的松弛区。地下洞室群围岩松弛破坏时的预兆首先反映在扰动应力变化过程中，而目前尚未尚缺乏基于扰动应力的围岩松弛区域确定方法。

技术实现思路

[0004]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]为了提供一种更为准确的确定围岩松弛区域的方法，第一方面，本专利技术提出一种围岩松弛区域测试方法，上述方法包括：
[0006]在目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔；
[0007]在每个上述应力检测孔中放入应力测试计，其中，上述应力测试计包括多个应力传感器，每个上述应力传感器对应一个上述目标检测点；
[0008]在上述应力测试计安装到指定位置的情况下，向上述应力检测孔内注入耦合剂；
[0009]在上述耦合剂达到固化条件的情况下，基于上述应力测试计测量岩土应力信息；
[0010]基于上述岩土应力信息通过应力扰动度确定上述围岩松弛区域。
[0011]可选的，上述在上述目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔，包括：
[0012]在上述目标检测面为已开挖洞室的情况下，在已开挖洞室内侧沿每个上述检测方
向钻取第一应力检测孔，其中，上述第一应力检测孔的深度由前序检测面的松弛区域对应的预测松弛深度确定。
[0013]可选的，上述在上述目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔，包括：
[0014]在上述目标检测面为未开挖洞室且在与上述目标检测面关联距离内存在已开挖洞室的情况下，在上述已开挖洞室的内侧沿上述目标检测面对应的检测方向上钻取第二应力检测孔。
[0015]可选的，上述在上述目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔，包括：
[0016]在上述目标检测面为未开挖洞室且在与上述目标检测面关联距离内不存在已开挖洞室的情况下，在上述未开挖洞室对应钻取第三应力检测孔，其中，上述第三应力检测孔与一个上述检测方向上的交点为上述目标检测点。
[0017]第二方面，本申请实施例还提出一种围岩松弛区域计算方法，用于第一方面所述的围岩松弛区域测试方法，包括：
[0018]获取上述目标检测面的多组目标检测点对应的岩土应力信息，其中，每组目标检测点对应上述目标检测面的一个检测方向；
[0019]根据每组岩土应力信息计算每个检测方向上的应力扰动度的分布信息；
[0020]基于上述应力扰动度分布信息确定每个检测方向上的松弛点；
[0021]通过上述每个检测方向上的松弛点确定上述目标检测面对应的围岩松弛区域。
[0022]可选的，上述根据每组岩土应力信息计算检测方向上的应力扰动度的分布信息：
[0023]利用目标检测点在扰动前后的应力信息获取的扰动应力变化信息；
[0024]基于上述扰动应力变化信息计算上述应力扰动度；
[0025]根据每个上述应力扰动度计算每个检测方向上的应力扰动度的分布信息。
[0026]可选的，上述利用目标检测点在扰动前后的应力信息获取的扰动应力变化信息，包括：
[0027]通过下式计算目标检测点的扰动应力变化信息ΔS：
[0028][0029]其中，S
a
代表a时刻的应力信息，S
b
代表b时刻的应力信息，a和b分别为扰动发生前后对应的时间点，Δσ
x
为x方向上的应力变化，Δσ
y
为y方向上的应力变化，Δσ
z
为z方向上的应力变化，Δτ
xy
为xy方向上的剪切应力变化，Δτ
xz
为xz方向上的剪切应力变化，Δτ
yz
为yz方向上的剪切应力变化；
[0030]上述基于上述扰动应力变化信息计算上述应力扰动度，包括：
[0031]通过式：计算上述应力扰动度SDI。
[0032]第三方面，本申请实施例还提出一种围岩松弛区域计算装置，包括：
[0033]获取单元，用于获取上述目标检测面的多组目标检测点对应的岩土应力信息，其中，每组目标检测点对应上述目标检测面的一个检测方向；
[0034]计算单元，用于根据每组岩土应力信息计算每个检测方向上的应力扰动度的分布
信息；
[0035]第一确定单元，用于基于上述应力扰动度分布信息确定每个检测方向上的松弛点；
[0036]第二确定单元，用于通过上述每个检测方向上的松弛点确定上述目标检测面对应的围岩松弛区域。
[0037]第四方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第二方面任一项的围岩松弛区域计算方法的步骤。
[0038]第五方面，本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第二方面上述任一项的围岩松弛区域计算方法。
[0039]综上，本申请实施例提出的一种围岩松弛区域测试方法，包括：在目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔；在每个所述应力检测孔中放入应力测试计，其中，所述应力测试计包括多个应力传感器，每个所述应力传感器对应一个所述目标检测点；在所述应力测试计安装到指定位置的情况下，向所述应力检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种围岩松弛区域测试方法，其特征在于，包括：在目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔；在每个所述应力检测孔中放入应力测试计，其中，所述应力测试计包括多个应力传感器，每个所述应力传感器对应一个所述目标检测点；在所述应力测试计安装到指定位置的情况下，向所述应力检测孔内注入耦合剂；在所述耦合剂达到固化条件的情况下，基于所述应力测试计测量岩土应力信息；基于所述岩土应力信息通过应力扰动度确定所述围岩松弛区域。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔，包括：在所述目标检测面为已开挖洞室的情况下，在已开挖洞室内侧沿每个所述检测方向钻取第一应力检测孔，其中，所述第一应力检测孔的深度由前序检测面的松弛区域对应的预测松弛深度确定。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔，包括：在所述目标检测面为未开挖洞室且在与所述目标检测面关联距离内存在已开挖洞室的情况下，在所述已开挖洞室的内侧沿所述目标检测面对应的检测方向上钻取第二应力检测孔。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标检测面对应的每个检测方向上钻取应力检测孔，包括：在所述目标检测面为未开挖洞室且在与所述目标检测面关联距离内不存在已开挖洞室的情况下，在所述未开挖洞室对应钻取第三应力检测孔，其中，所述第三应力检测孔与一个所述检测方向上的交点为所述目标检测点。5.一种围岩松弛区域计算方法，用于权利要求1
‑
4任一项所述的围岩松弛区域测试方法，其特征在于，包括：获取所述目标检测面的多组目标检测点对应的岩土应力信息，其中，每组目标检测点对应所述目标检测面的一个检测方向；根据每组岩土应力信息计算每个检测方向上的应力扰动度的分布信息；基于所述应力扰动度分布信息确定每个检测方向上的松弛点；通过所述每个检测方向上的松弛点确定所述目标检测面对应的围岩松弛区域。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每组岩土应力信息计算检测方向上的应力扰动度的分布信息：利用目标检...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑民总，李邵军，徐正宣，王栋，王哲威，刘俊飞，扈森，邹远华，陈明浩，张敏，张营旭，袁东，林之恒，王彦东，张小林，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：