[发明专利]一种基于破碎岩体模型的地铁车站稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于破碎岩体模型的地铁车站稳定性分析方法，包括：S1：获取破碎岩体区域的掌子面图像；S2：统计多边形节理的边长的长度值，并计算出所述多边形节理的边长的长度值的平均值；S3：生成节理分布平面图；S4：处理所述节理分布平面图；S5：构建包含多边形节理的边的端点坐标的地铁车站施工模型；S6：计算地铁车站施工的安全系数。本发明以地铁车站的复杂的施工环境为切入点，利用节理和岩块抗剪强度和抗拉强度同时进行强度折减的方法计算地铁车站的安全系数，安全性分析结果的准确率得到了提高。安全系数跟普通强度折减法相比更加保守，施工更加安全。

技术领域

本发明涉及地铁车站施工领域，尤其涉及一种基于破碎岩体模型的地铁车站稳定性分析方法。

背景技术

地铁车站在施工过程中会面对各类复杂的地质情况，其中风化破碎的岩体比较常见，这类岩体的节理裂隙较为发育，节理裂隙的形状不规则，以多边形为主。节理裂隙的存在会影响围岩的强度，进而影响结构的安全。

随着摄影技术的发展，工程技术人员开始通过图像处理的方法，整理地铁车站掌子面节理信息。但由于地下环境复杂，图像处理之后进行提取关键性数据并建立模型进行优化的方法较少。并且地铁车站结构复杂，开挖断面大，施工步骤繁琐，对围岩的扰动也比较大，这就造成安全系数计算结果不准确，对后续的施工带来安全隐患。

发明内容

本发明提供一种基于破碎岩体模型的地铁车站稳定性分析方法，以克服上述技术问题。

本发明的技术方案为：

一种基于破碎岩体模型的地铁车站稳定性分析方法，包括：

S1：安装拍摄设备，对掌子面进行拍摄，获取破碎岩体区域的掌子面图像；

S2：对所述掌子面图像进行多边形节理识别，以统计多边形节理的边长的长度值，并计算出所述多边形节理的边长的长度值的平均值；

S3：根据所述掌子面图像，布置种子点并进行筛选，生成节理分布平面图；

S4：处理所述节理分布平面图，以将所述节理分布平面图中多边形节理的边的端点坐标输出为命令流格式的文件；

S5：根据所述节理分布平面图中的多边形节理的边的端点坐标，构建包含多边形节理的边的端点坐标的地铁车站施工模型；

S6：根据所述地铁车站施工模型，采用对节理和岩块的抗剪强度和抗拉强度同时进行强度折减的方法，计算地铁车站施工的安全系数。

进一步的，所述S1中包括如下步骤：

S11：在掌子面前方地面上，安装拍摄底座，使所述拍摄底座平稳安置于地面上；

S12：将支撑杆垂直固定于所述拍摄底座顶部，拍摄设备固定安装在支撑杆顶部；

S13：将所述拍摄设备与配电箱进行电连接；

S14：调节所述拍摄设备，对隧道开挖形成的掌子面进行拍摄，获取破碎岩体区域的掌子面图像。

进一步的，所述S2中包括如下步骤：

S2：对所述掌子面图像进行多边形节理识别，以统计多边形节理的边长的长度值，并计算出所述多边形节理的边长的长度值的平均值；

S21：对所述掌子面图片进行比例转换，以获取结构面图像；

所述比例转换系数公式如下：

其中s为图像的比例转换系数，(x₁,y₁)、(x₂,y₂)分别为所拍摄的掌子面图像上的两点的像素坐标，H为两点间的实际距离；