[发明专利]围岩时变弱化定量检测与加固预案设计方法、系统和设备

说明书

本申请公开了围岩时变弱化定量检测与加固预案设计方法、系统和设备。地下工程施工过程中，围岩体物理力学性质往往由于赋存环境的改变而产生时变弱化效应，采用该方法、系统和设备可实时定量获取围岩时变弱化程度。其中，检测方法主要包括以下步骤：现场获取开挖体在设定观测区域处未弱化时的不同深度的初始围岩强度；通过所述初始围岩强度计算初始围岩平均强度；在发生弱化现象后的设定时间，现场获取所述设定观测区域处不同深度的围岩强度，并计算围岩平均强度；比较所述围岩平均强度相对于所述初始围岩平均强度的变化情况；根据所述变化情况，给出围岩支护形式和/或加固范围的预案设计方案。

技术领域

本公开一般涉及地下工程安全技术领域，尤其涉及一种围岩时变弱化定量检测与加固预案设计方法、系统和设备。

背景技术

随着我国地下工程建设的不断发展，地下工程建设逐渐向复杂地质条件延伸，由于岩层本身的复杂性以及现有探测技术探测范围及精准度的制约，在巷道开挖的过程中可能会遇到富水岩层淋涌水的情况。而由于围岩的性质千差万别，不同岩石在遇水之后发生的弱化及水解特性也不尽相同。现有的地下工程施工设计中，一般先通过在现场钻探取样，随后对所取得的试样进行室内试验的方法，获得岩石在遇水之后的弱化特性，之后再根据该弱化特性，设计相应的支护方法。

为了研究岩石在遇水之后的弱化特性，传统的对于围岩弱化特性的研究多采用现场钻探取样，随后进行室内试验的方法进行研究，根据研究结果，设计相应的支护方法。但这种方法存在以下问题：

1.由于施工现场地质条件的复杂性在进行现场围岩钻探取芯过程中往往难以获得完整试样，室内试验往往难以获得准确的结果。

2.现场岩样在运往实验室过程中易受风化等影响，岩石性状已经发生改变，得到数据不能准确反映当地岩石初始物理性质及力学参数。

3.使用钻探法从现场取芯到得出实验报告的时间间隔长，严重的制约了施工的进度，增加了工程预算成本。

4.由于所取岩芯已经脱离了原始的环境应力、温度等约束条件，特别是对原岩区的取样，不能很好的代表岩体本身的强度。

5.室内试验虽可对岩石试样进行泡洒水处理，仍难以模拟现场岩石淋水状态，对岩石弱化特性的研究不够准确。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种围岩时变弱化定量检测与加固预案设计方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种围岩时变弱化定量检测与加固预案设计方法，包括以下步骤：

现场获取开挖体在设定观测区域处未淋水时的不同深度的初始围岩强度，通过所述初始围岩强度计算初始围岩平均强度；

在发生淋水现象后的设定时间，现场获取所述设定观测区域处不同深度的淋水围岩强度，并计算淋水围岩平均强度；

比较淋水围岩平均强度相对于初始围岩平均强度的变化情况；

根据变化情况，给出围岩支护形式和/或加固范围的设计方案。根据变化情况，可以确定淋水围岩的弱化程度。在得知围岩弱化程度的基础上给出围岩支护形式和加固范围的设计方案，属于本领域的现有技术。

现场获取开挖体在观测区域处不同深度的初始围岩强度和/或淋水围岩强度包括：在观测区域处进行钻孔，通过获取钻机在钻进过程中反映围岩强度的钻进参数，得到不同深度处对应的围岩强度。通过这种方式，可以避免室内试验中由于取样条件的限制及岩样运输中易受风化等不足所造成的试验数据不准确的弊端。