[发明专利]一种隧道跨断层处错断诊断方法及系统

说明书

本发明公开了一种隧道跨断层处错断诊断方法与系统，通过在隧道跨断层处布置超声波测距仪或者微波雷达传感器获得位移测值，利用获得的位移测值计算错动系数并为隧道划分错动区间，然后构建隧道风险模型来计算得到错断风险，得到错断评估并发送预警。本发明为速率缓慢的无震滑动的活断层中的隧道错断隐患提供数值化的监测，智能化的识别有错断风险的隧道区域，提前警报拥有错断风险以降低隧道错断造成的人员损亡或者经济损失。

技术领域

本发明属于数据采集、智能识别技术领域，具体涉及一种隧道跨断层处错断诊断方法及系统。

背景技术

在隧道工程中，跨断层隧道的安全隐患一直存在，活动断层的运动模式会影响隧道工程稳定性及安全性，断层的运动形式可分为黏滑和蠕滑两种运动,地震时断层快速破裂就是一种黏滑错动,而蠕滑是不伴随地震的断裂缓慢错动,它是弹性应变积累和地震综合形成的抑制因素。本发明侧重于速率缓慢的无震滑动的活断层中的隧道错断隐患，结合隧道中错动参数，诊断隧道安全性，为管理人员提供可参考的错动参值，降低隧道错断造成的人员损伤或者经济损失的风险。

发明内容

本发明的目的在于提出一种隧道跨断层处错断诊断方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种隧道跨断层处错断诊断方法，所述方法包括以下步骤：

S100，在隧道跨断层处布置超声波测距仪或者微波雷达传感器；

S200，通过超声波测距仪或者微波雷达传感器获得位移测值；

S300, 利用各个位移测值获得错动系数；

S400，根据错动系数划分错动区间；

S500，利用错动区间构建隧道风险模型计算得到错断风险；

S600，根据错断风险进行隧道错断评估。

进一步地，在步骤S100中，所述在隧道跨断层处布置超声波测距仪或者微波雷达传感器的方法是：由于断层发生了蠕动错动，就会产生错断的趋向，导致隧道被挤压发生形变，可通过精确的通过隧道横截面上距离测量值衡量隧道挤压的状况；或者在火车或汽车通过地铁时，对隧道造成压力与震动会导致隧道附近的地质发生变动，导致隧道发生形变或者位移，可通过隧道横截面上精确的距离测量值衡量隧道挤压的状况；隧道跨断层处为跨越速率缓慢的无震滑动的活断层的隧道区间或者隧道中内壁两边距离在5m以内的隧道区间；沿着隧道方向，在隧道的隧道跨断层处的区域每间隔距离Dist安装一组超声波测距仪或者微波雷达传感器作为测量点LSet，安装距离Dist取值范围在[150m,300m]之间。

进一步地，在步骤S200中，所述通过超声波测距仪或者微波雷达传感器获得位移测值的方法是：超声波测距仪或者微波雷达传感器开始工作后，在测量点LSet每小时进行一次测量，测量获得位移测值，位移测值包括垂直距离VCS以及水平距离ClC；所述垂直距离指的是隧道拱顶内壁点垂直方向到地面的距离，水平距离指的是隧道两侧墙壁间的距离，通过实时采集多次位移测值构成基准测值序列，由各个垂直距离VCS构成垂距基准序列VCSLst，由各个水平距离ClC构成水平距基准序列ClCLst，基准测值序列包括垂距基准序列VCSLst和水平距基准序列ClCLst；以垂距基准序列VCSLst中各个测得的距离值的算术平均值作为下沉基准值VCS_std,垂距基准序列VCSLst的标准差为σ1，设VCS符合均值为VCS_std，标准差为σ1的正态分布，记作：VCS~N(VCS_std,σ1²)；以水平距基准序列ClCLst中各个测得的距离值的算术平均值作为水平收敛基准值ClC_std，水平距基准序列ClCLst的标准差为σ3，设ClC符合均值为ClC_std，标准差为σ3的正态分布，记作：ClC~N(ClC_std,σ3²)。