【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理以及智能监测，特别涉及一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法及装备。
技术介绍
1、隧道施工过程中，围岩应力与掘进机之间的相互作用对施工安全和隧道稳定性具有重要影响，然而，如何准确、实时地进行监测是一个关键问题；
2、现有的岩体监测方法主要侧重于静态测量，难以实时反映围岩应力的动态变化，此外，当前的掘进机监测设备多为振动或水压型，无法直接监测围岩应力的变化，从而导致不同实时确定隧道内围岩应力与隧道掘进机之间的相互作用，从而容易在隧道掘进过程中发生隧道塔防等安全隐患，给隧道掘进过程造成了巨大困难；
3、因此，为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法及装备。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法及装备，用以通过在隧道内不同区域设置应力传感器，便于在隧道掘进机工作时，对隧道内不同位置处的围岩应力进行准确有效的确定，其次，通过确定的应力值得到掘进机工作时隧道内围岩应力的分布状态，并将隧道内围岩应力的分布状态与当前掘进机的工作参数进行关联分析，实现对围岩应力与隧道掘进机之间的相互作用进行动态有效的监测，最后，将监测到的相互作用以及围岩应力与隧道掘进机之间的平衡点进行显示，便于对二者之间的协同关系进行有效管理，也保障了隧道掘进过程的稳定进行，降低了隧道塌方概率，提高了隧道掘进的安全系数。
2、本专利技术提供了一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，
3、步骤1：基于隧道结构特征在隧道内不同区域设置多个应力传感器，并基于应力传感器采集隧道掘进机工作时不同区域围岩的应力值；
4、步骤2：基于不同区域围岩的应力值确定隧道内的应力分布状态，并基于应力分布状态获取同一时刻下隧道掘进机的工作状态参数；
5、步骤3：将同一时刻下的隧道内的应力分布状态与隧道掘进机的工作状态参数进行关联分析，并基于关联分析结果得到围岩应力与隧道掘进机的相互作用；
6、步骤4：基于相互作用确定围岩应力与隧道掘进机的平衡点，并将相互作用以及平衡点在预设显示屏上进行实时显示。
7、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，步骤1中，基于隧道结构特征在隧道内不同区域设置多个应力传感器，包括：
8、获取隧道的设计图纸以及隧道所在区域的地质勘测数据，并对设计图纸进行分析，确定隧道在地质中的目标形状；
9、基于目标形状确定隧道与地质的接触面，并基于目标方向在接触面的预设距离处确定第一关键位置点；
10、基于地质勘测数据确定隧道路线中存在的特殊地质层，并基于特殊地质层确定第二关键位置点；
11、将第一关键位置点和第二关键位置点进行汇总，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图。
12、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图，包括：
13、获取不同施工人员终端的终端地址，并基于终端地址构建分布式传输链路；
14、将应力传感器安装位置分布图基于分布式传输链路同步下发至不同施工人员终端进行位置指引，并基于位置指引结果实时接收不同施工终端反馈的安装数据；
15、基于安装数据确定每一区域中应力传感器的安装状态，并基于安装状态采用虚拟标识将每一区域内应力传感器的安装状态在不同施工人员终端上进行同步状态更新。
16、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图，包括：
17、获取得到的隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图以及隧道的设计图纸，并基于隧道的设计图纸得到隧道的模拟仿真参数，且基于隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图得到不同应力传感器的模拟仿真参数；
18、基于计算机根据隧道的模拟仿真参数以及不同应力传感器的模拟仿真参数构建模拟仿真场景，并基于模拟仿真场景对隧道掘进过程进行仿真；
19、基于仿真结果得到各应力传感器对隧道内围岩应力的监测参数，并当监测参数与隧道掘进过程施加的外界参数匹配时，判定应力传感器安装合格；
20、否则，对应力传感器的安装位置进行调整，直至监测参数与隧道掘进过程施加的外界参数匹配。
21、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，步骤1中，基于应力传感器采集隧道掘进机工作时不同区域围岩的应力值，包括：
22、构建监测机制，并基于监测机制实时监测隧道掘进机的工作状态，且基于工作状态确定对应力传感器的触发条件；
23、当隧道掘进机的工作状态满足触发条件时，对隧道内不同区域的多个应力传感器进行同步触发，并基于同步触发结果控制各应力传感器对相应区域内不同方向的不同时刻的围岩应力进行监测，得到隧道内部的围岩应力值序列；
24、基于监测结果对同一监测区域内不同应力传感器监测到的围岩应力值序列进行三维汇总，得到每一区域最终的围岩的应力值。
25、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，步骤2中，基于不同区域围岩的应力值确定隧道内的应力分布状态，包括：
26、获取不同区域围岩的应力值，并基于产生应力值的应力传感器的安装位置信息得到不同区域围岩的应力值的实际地理位置属性；
27、调取隧道在掘进区域的结构分布图，并基于缩放比例将结构分布图与实际隧道结构分布状态进行匹配，得到隧道在掘进区域的结构分布图与实际隧道结构分布状态的对应关系；
28、基于对应关系和不同区域围岩的应力值的实际地理位置属性将不同区域围岩的应力值在隧道在掘进区域的结构分布图中进行标记显示，得到隧道内的应力分布状态。
29、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，步骤2中，基于应力分布状态获取同一时刻下隧道掘进机的工作状态参数，包括：
30、基于得到应力分布状态的同时基于时空特征触发对同一时刻下对隧道掘进机的运行参数进行监测的实时监控线程，并基于实时监控线程对隧道掘进机进行状态扫描；
31、基于状态扫描结果得到隧道掘进机当前的掘进断面以及在当前掘进断面工作时与隧道围岩的接触位置点；
32、基于状态扫描结果确定隧道掘进机的实时工作参数，并基于工作参数确定对接触位置点施加的外力值；
33、基于隧道掘进机当前的掘进断面、与隧道围岩的接触位置点以及对接触位置点施加的外力值得到隧道掘进机的工作状态参数。
34、优选的，一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，步骤3中，将同一时刻下的隧道内的应力分布状态与隧道掘进机的工作状态参数进行关联分析，并基于关联分析结果得到围岩应力与隧道掘进机的相互作用，包括：
35、获取得到的隧道内的应力分布状态与隧道掘进机的工作状态参数，并基于时间属性对应力分布状态和工作状态参数进行离散化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤1中，基于隧道结构特征在隧道内不同区域设置多个应力传感器，包括：
3.根据权利要求2所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图，包括：
4.根据权利要求2所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图，包括：
5.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤1中，基于应力传感器采集隧道掘进机工作时不同区域围岩的应力值，包括：
6.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤2中，基于不同区域围岩的应力值确定隧道内的应力分布状态，包括：
7.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤2中，基于应力分布状态获取同一时刻下
8.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤3中，将同一时刻下的隧道内的应力分布状态与隧道掘进机的工作状态参数进行关联分析，并基于关联分析结果得到围岩应力与隧道掘进机的相互作用，包括：
9.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤4中，基于相互作用确定围岩应力与隧道掘进机的平衡点，并将相互作用以及平衡点在预设显示屏上进行实时显示，包括：
10.一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤1中，基于隧道结构特征在隧道内不同区域设置多个应力传感器，包括：
3.根据权利要求2所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图，包括：
4.根据权利要求2所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，得到隧道内不同区域的应力传感器安装位置分布图，包括：
5.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，其特征在于，步骤1中，基于应力传感器采集隧道掘进机工作时不同区域围岩的应力值，包括：
6.根据权利要求1所述的一种对围岩应力与隧道掘进机相互作用的监测方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：高军，陈更，齐永国，李松真，秦念温，杨剑，林晓，伍建军，李兵，
申请(专利权)人：中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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