[发明专利]地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法与系统

说明书

本申请涉及一种地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法与系统，涉及安全监测技术领域。所述方法包括：通过松动圈测试获取地下洞室中发生损伤后的围岩的围岩浅层损伤信息；通过微震监测获取地下洞室中发生损伤后的围岩的围岩深层损伤信息；根据围岩浅层损伤信息和预先存储的发生损伤前的围岩的第一岩体信息，确定浅层围岩损伤劣化参数；根据围岩深层损伤信息和预先存储的发生损伤前的围岩的第二岩体信息，确定深层围岩损伤劣化参数。采用本申请可以定量分析围岩的深浅层损伤情况，为地下洞室围岩稳定性评价分析提供更符合工程现场实际情况的数据支持，全面保障深埋地下洞室群的开挖安全。

技术领域

本申请涉及安全监测技术领域，特别是涉及一种地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法与系统。

背景技术

随着矿产资源综合开发利用水平不断提高，产业规模逐步壮大，矿产行业迅速发展。在矿山采矿过程中，地下围岩由于受到开采扰动诱发大规模冒落、突水等动力灾害事故时有发生，造成人员和财产的重大损失。特别是随着浅部矿产资源的枯竭，深部矿产开采将成为常态，随着开采深度的不断增加，原岩应力逐渐增加，深部岩体动力灾害事故相比浅部更加频繁且呈现出越来越复杂的趋势。为了确保矿山巷道、交通隧道、水利隧洞等地下洞室的施工安全，获取围岩的真实损伤情况十分必要，因此，亟需一种地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法与系统。

第一方面，提供了一种地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法，所述方法包括：

通过松动圈测试获取地下洞室中发生损伤后的围岩的围岩浅层损伤信息；

通过微震监测获取所述地下洞室中发生损伤后的围岩的围岩深层损伤信息；

根据所述围岩浅层损伤信息和预先存储的发生损伤前的围岩的第一岩体信息，确定浅层围岩损伤劣化参数；

根据所述围岩深层损伤信息和预先存储的发生损伤前的围岩的第二岩体信息，确定深层围岩损伤劣化参数。

作为一种可选的实施方式，所述围岩浅层损伤信息包括围岩波速信息，所述第一岩体信息包括岩体原始波速和岩体原始弹性模量，所述浅层围岩损伤劣化参数包括围岩松弛范围、松弛范围内的围岩损伤系数和松弛范围内的围岩弹性模量，所述根据所述围岩浅层损伤信息和预先存储的发生损伤前的围岩的第一岩体信息，确定浅层围岩损伤劣化参数，包括：

根据所述围岩波速信息确定所述围岩松弛范围和所述围岩松弛范围内的平均波速；

根据所述围岩松弛范围内的平均波速、所述岩体原始波速和所述岩体原始弹性模量，确定所述松弛范围内的围岩弹性模量和所述松弛范围内的围岩损伤系数。

作为一种可选的实施方式，所述围岩深层损伤信息包括微震事件的微震能量、微震震源坐标和微震震源半径，所述第二岩体信息包括岩体原始弹性模量和地震效率，所述深层围岩损伤劣化参数包括微震事件影响范围内的围岩损伤系数和围岩弹性模量，所述根据所述围岩深层损伤信息和预先存储的发生损伤前的围岩的第二岩体信息，确定深层围岩损伤劣化参数，包括：

根据所述微震能量和所述地震效率，确定微震事件中岩体破裂以微震形式释放的能量；

基于所述地下洞室的数值模型，根据所述微震震源坐标和微震震源半径，确定所述微震事件影响范围内岩体聚集的弹性应变能；

根据所述微震事件中岩体破裂以微震形式释放的能量和所述微震事件影响范围内岩体聚集的弹性应变能，确定所述微震事件影响范围内的围岩损伤系数；

根据所述微震事件影响范围内的围岩损伤系数和所述岩体原始弹性模量，确定所述微震事件影响范围内的围岩弹性模量。

作为一种可选的实施方式，所述基于所述地下洞室的数值模型，根据所述微震震源坐标和微震震源半径，确定所述微震事件影响范围内岩体聚集的弹性应变能，包括：

根据所述微震震源坐标和所述微震震源半径，在所述数值模型中确定所述微震事件的影响范围；