[发明专利]一种岩体开挖扰动区的预测方法以及相关设备

权利要求书

1.一种岩体开挖扰动区的预测方法，其特征在于，包括：

对目标岩体进行超声波测试以及钻孔摄像观测，以得到所述目标岩体初始状态的第一波速孔深曲线、所述目标岩体开挖状态的第二波速孔深曲线、所述目标岩体初始状态的第一钻孔壁图像以及所述目标岩体开挖状态的第二钻孔壁图像；

根据所述第一波速孔深曲线以及所述第二波速孔深曲线确定所述目标岩体初始状态的第一P波速度以及所述目标岩体开挖状态的第二P波速度；

根据所述第一钻孔壁图像以及所述第二钻孔壁图像确定岩体质量等级系统参数的第一初始值以及第二初始值，所述第一初始值为所述目标岩体初始状态时所述岩体质量等级系统参数的参数值，所述第二初始值为所述目标岩体开挖状态时所述岩体质量等级系统参数的参数值；

根据所述第一P波速度以及所述第二P波速度对所述第一初始值以及所述第二初始值进行校核修订；

根据校核修订后的所述第一初始值以及校核修订后的所述第二初始值确定所述目标岩体的力学参数；

根据所述目标岩体的力学参数对所述目标岩体所对应的开挖扰动区进行预测；

所述根据所述力学参数对所述目标岩体所对应的开挖扰动区进行预测包括：

根据所述力学参数计算所述目标岩体所对应的弹性模量劣化指标；

根据所述弹性模量劣化指标确定所述目标岩体所对应的开挖扰动区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩体质量等级系统参数包括岩芯指标、节理组数、节理粗糙度系数、节理蚀变系数、节理水折减系数以及地应力折减系数，所述根据所述第一钻孔壁图像以及所述第二钻孔壁图像确定岩体质量等级系统参数的第一初始值以及第二初始值包括：

通过如下公式计算所述岩芯指标：

其中，L为钻孔总长度，l_i为无宏观裂缝的钻孔分段，a_i为第i个无宏观裂缝的钻孔分段的权重系数；

对所述第一钻孔壁图像进行图像分析，以确定所述目标岩体初始状态的节理组数、节理粗糙度以及节理蚀变程度；

对所述第二钻孔壁图像进行图像分析，以确定所述目标岩体开挖状态的节理组数、节理粗糙度以及节理蚀变程度；

根据所述第一钻孔壁图像确定第一钻孔壁涌水量；

根据所述第二钻孔壁图像确定第二钻孔壁涌水量

根据所述第一钻孔壁涌水量评估所述目标岩体初始状态的节理水折减系数；

根据所述第二钻孔壁涌水量评估所述目标岩体开挖状态的节理水折减系数；

根据弹性理论估计的最大切向应力以及完整岩石的单轴抗压强度评估所述目标岩体初始状态的应力折减系数以及所述目标岩体开挖状态的应力折减系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一P波速度以及所述第二P波速度对所述第一初始值以及所述第二初始值进行校核修订包括：

根据所述第一初始值确定所述目标岩体初始状态的第一岩体质量值；

根据所述第二初始值确定所述目标岩体开挖状态的第二岩体质量值；

根据所述第一P波速度计算所述目标岩体初始状态的第三岩体质量值；

根据所述第二P波速度计算所述目标岩体开挖状态的第四岩体质量值；

当所述第一岩体质量值与所述第三岩体质量值的差异大于第一预设值，且所述第二岩体质量值与所述第四岩体质量值的差异大于第二预设值时，调整所述第一初始值和/或所述第二初始值，直至所述第一岩体质量值与所述第三岩体质量值之间的差异小于或等于所述第一预设值，且所述第二岩体质量值与所述第四岩体质量值之间的差异小于或等于所述第二预设值。