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专利号: 2022114342530
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种深部围岩多数据融合的可视化方法,其特征在于,包括:测量围岩的位移变形特征,生成围岩位移场;

测量区域地应力分布,并进行应力场反演,模拟区域地应力场;

测量得到围岩扰动区及所述围岩扰动区的演化特征,确定围岩损伤区;

将所述围岩位移场、所述区域地应力场以及所述围岩损伤区进行数据融合;

所述测量得到围岩扰动区及所述围岩扰动区的演化特征的具体步骤如下:由超声波脉冲发射源向岩体介质内发射高频弹性脉冲波,使所述高频弹性脉冲波在岩体介质中传播,并用接收系统记录波在岩体中传播的波动特性;

确定围岩损伤区的具体步骤如下:

利用弹性波在岩体介质中波动方程求解扰动区波速的空间变化函数;

将H‑B准则参数定量化表达与所述扰动区波速的空间变化函数结合,建立H‑B准则参数的空间变化函数;

应用测量得到的所述围岩扰动区及所述围岩扰动区的演化特征确定扰动区岩体力学参数的空间变化规律,确定围岩损伤情况,确定围岩损伤区;

所述应力场反演,具体为:

基于所述区域地应力分布,通过回归的侧压力系数,进行应力场反演,计算得到最大水平主应力和最小水平主应力,模拟所述区域地应力场;

所述扰动区岩体力学参数,包括有:抗压强度、抗拉强度、变形模量粘聚力、内摩擦角。

2.根据权利要求1所述的一种深部围岩多数据融合的可视化方法,其特征在于,采用无人机的倾斜摄影技术及激光扫描技术测量所述围岩的位移变形特征。

3.根据权利要求1所述的一种深部围岩多数据融合的可视化方法,其特征在于,采用水压致裂法测量所述区域地应力分布。

4.根据权利要求1所述的一种深部围岩多数据融合的可视化方法,其特征在于,采用超声波探测装置测量得到所述围岩扰动区及所述围岩扰动区的演化特征。

5.根据权利要求1所述的一种深部围岩多数据融合的可视化方法,其特征在于,在进行应力场反演,计算得到最大水平主应力和最小水平主应力后,还包括对所述最大水平主应力和所述最小水平主应力进行三维转换,计算式如下:σ1=max(σn,σl,σv);

σ3=min(σn,σl,σv);

σθ=3σ1‑σ3;

其中,SH为最大水平主应力,Sh为最小水平主应力,α为隧道轴线方向与最大水平主应力方向的夹角,σn为作用于隧洞横截面的水平正应力,σl为垂直于隧洞轴线的水平正应力,σ1为隧洞横截面的最大初始应力,σ3为隧洞横截面的最小初始应力,σθ为最大切向应力,σv为垂向地应力。

6.根据权利要求1所述的一种深部围岩多数据融合的可视化方法,其特征在于,所述数据融合为基于所述围岩位移场、所述区域地应力场以及所述围岩损伤区进行3D建模。