CN107462934B - 由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法，该方法包括：S001：通过采集装置获得隧道上层围岩等级S2、下层围岩等级S1、上层围岩厚度h2、下层围岩厚度h1、隧道宽度B；S002：获得上下两层围岩的综合围岩等级S；S003：以隧道宽度B和下层围岩厚度h1为基准，通过S002中的公式求得多组所述S1、S2的综合围岩等级S，获得与上、下两层围岩等级S2、S1相对应的综合围岩等级S的数据包；S004：将S003中求得的综合围岩等级S的数据包和与其对应的S1、S2制成便于查阅的表格或方便调用查询的数据库。本发明还包括相配套的采集隧道围岩数据的装置，使本发明的综合围岩等级评定方法精确、便捷、高效。

Description

由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法
技术领域
本发明属于围岩分级技术领域，尤其涉及一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法。
背景技术
由于地下地质条件的复杂性，在隧道受力影响范围内总会有两种不同围岩体的出现。通常有定性和定量的方法进行分析，定性的方法界定边界比较模糊，而定量的方法则会不断地重复计算，因此现有技术中的定量的方法进行分析，存在着计算量大、定量不准确，获得围岩等级数据速度慢等问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题，本发明提供一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法，解决了现有技术中的定量的方法进行分析，存在着计算量大、定量不准确，获得围岩等级数据速度慢等问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法，包括如下步骤：
S001：通过特定的检测装置获得隧道上层围岩等级S2、下层围岩等级S1、上层围岩厚度h2、下层围岩厚度h1、隧道宽度B；
S002：获得上下两层围岩的综合围岩等级S：
S＝(S’+S”)/2
S’＝(0.65h1*S1+0.73h2*S2)/(0.38h1+0.6h2)
S”＝ln[(h1+h2)*200/9B]/ln2
式中，S’为上下两层围岩的加权围岩等级，S”为受隧道宽度影响的加权围岩等级；
S003：以隧道宽度B和下层围岩厚度h1为基准，通过S002中的公式求得多组所述S1、S2的综合围岩等级S，获得与所述上、下两层围岩等级S2、S1相对应的综合围岩等级S的数据包；
S004：将S003中求得的综合围岩等级S的数据包和与其对应的上、下两层围岩等级S2、S1制成便于查阅的表格或方便调用查询的数据库。
优选地，S003中所述数据包至少包括S2、S1、S、h1、B的数据信息。
优选地，S004中所述的表格包括有S1、S2、S、h1项目和对应的等级，通过S1、S2、h1三项数据能够在表格中查阅到相应的S等级。
优选地，S004中所述的数据库包括有数据处理系统，所述数据处理系统能够通过输入的数据信息调出相应的S信息，并将其发送给用户。
优选地，所述数据处理系统还连接有信息输入设备和信息输出设备；
所述信息输入设备能够将用户输入的信息传输给数据处理系统；
所述信息输出设备包括有显示器；
所述信息输出设备能够将所述数据处理系统发送给用户的信息通过显示器展示给用户。
本技术方案还提供一种采集隧道围岩数据的装置，包括数据采集组件、采集数据处理模块、无线通讯模块；
所述数据采集组件与所述采集数据处理模块连接并将采集到的数据发送给所述采集数据处理模块；
所述采集数据处理模块对数据进行处理，并将处理完成后的数据发送给与其连接的无线通讯模块；
所述无线通讯模块将采集数据处理模块发送来的数据通过无线电波发送到用户设备。
优选地，所述数据采集组件采集到的数据至少包括围岩厚度、围岩等级计算参数；
所述数据采集组件包括：
用于测量围岩厚度的探测标尺；
用于检测围岩等级计算参数的地质探测仪和探地雷达。
优选地，所述采集数据处理模块包括有设定的采集数据处理程序；
所述采集数据处理程序能够将接收到的采集数据处理后获得相应围岩层的围岩等级。
优选地，所述采集数据处理程序将处理后的围岩等级数据数据发送给无线通信模块。
优选地，所述采集隧道围岩数据装置处理后的数据用于一种由上下两层围岩等级获得其综合围岩等级的评定方法。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明提供的一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法，具有综合围岩等级评定过程简便，结果准确，查阅方便快捷等优点；此外，本发明还包括有与所述由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法相匹配的采集隧道围岩数据的装置，该装置具有结构简单，采集效率高、使用方便、数据精确等优点。
附图说明
图1为本发明一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法的方法流程图；
图2为围岩示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例一
如图1所示：本实施例公开了一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法，所述方法具体包括如下步骤：
S001：通过特定的采集装置获得隧道上层围岩等级S2、下层围岩等级S1、上层围岩厚度h2、下层围岩厚度h1、隧道宽度B；
具体地，本实施例中所述的步骤S001目的为获取本方法中必要的围岩参数，从其中的数据量即可看出本实施例中的综合围岩等级的评定方法需要的数据参数较少，减少了计算量等，此外，本实施例中所述的各项数据参数相当一部分为很容易就能够通过普通的设备即可获取到，因此本实施例中的发明还具有很高的实用性。
S002：获得上下两层围岩的综合围岩等级S：
S＝(S’+S”)/2 (1)
S’＝(0.65h1*S1+0.73h2*S2)/(0.38h1+0.6h2) (2)
S”＝ln[(h1+h2)*200/9B]/ln2 (3)
式中，S’为上下两层围岩的加权围岩等级，S”为受隧道宽度影响的加权围岩等级；
需要说明的是：本实施例中所述的综合围岩等级主要受到上层围岩等级S2、下层围岩等级S1、上层围岩厚度h2、下层围岩厚度h1、隧道本身宽度B的影响；本实施例中计算综合围岩等级需要获得上下两层围岩层的加权围岩等级S’和本实施例中所述隧道宽度B对本实施例中综合围岩等级的加权等级S”；此外通过定量分析，得知本实施例中所述的上下两层围岩的加权围岩等级S’和隧道宽度影响的加权围岩等级S”对本实施例中所述的综合围岩等级S的加权比重均为0.5，因此，得到本实施例中的综合围岩等级S的计算公式：S＝S’+S”；此外，本式结构简单，易于计算和理解。
另一方面，本实施例中S’＝(0.65h1*S1+0.73h2*S2)/(0.38h1+0.6h2)为加权平均数公式演变而来，其中因需要修正参量的影响权重，对式中的具体参量增添了加权系数带入运算，使得本实施例中S’的计算结果更加的精准；此外，本实施例中所述的S”＝ln[(h1+h2)*200/9B]/ln2为本实施例中关于求解隧道宽度影响的加权围岩等级S”，因为在实际测量数值的大数据中发现隧道宽度B与综合围岩等级具有一定的对数函数关系，但是在经过多次的实验结果中，虽然隧道宽度B与综合围岩等级具有一定的对数函数关系，但由此计算得来的结果误差和随机性太大，导致计算结果无法被采用，缺乏严谨性；为了解决这个问题，本实施例中采取了给予多种影响条件加权来计算获得最终的综合围岩的等级S，由此提高了本实施例中综合围岩的等级S准确性和可靠性。
详细地，本实施例中所公开的综合围岩等级的评定方法所述步骤S002中通过(1)、(2)、(3)式即可获得上下两层围岩的综合围岩等级S，此外，本步骤中的计算量小，逻辑清晰，易于理解和实施。
需要注意的是，本实施例中所述的围岩等级在带入式中计算时是按I、II、III、IV、V、VI，来表示分级级别，但是在套入式中实际就计算时需要将所述I、II、III、IV、V、VI级别转换为阿拉伯数字，用1、2、3、4、5、6来表示级别带入式中进行计算。
S003：以隧道宽度B和下层厚度h1为基准，通过S002中的公式求得多组所述S1、S2的综合围岩等级S，获得与所述上、下两层围岩等级S2、S1相对应的综合围岩等级S的数据包。
详细地，本实施例中所述的方法步骤S003中要说明的是需要通过一系列的参数数据求得大量不同的S1、S2数值相对应的综合围岩等级S的值，同时需要注意的是，本实施例中所述的h1与本实施例中所述综合围岩等级的对应关系需要一一对应准确；此外，本实施例中所述的数据包是由大量的各分层围岩等级数据和与其对应的综合围岩等级数据和厚度数据组合而成的，本步骤中获得的数据包不仅能够提供综合围岩等级与各分层符合围岩等级之间的关系，此外，本实施中所述的数据包还能够研究分析所述综合围岩等级与各分层符合围岩等级之间关系的重点部位。
S004：将S003中求得的综合围岩等级S的数据包和与其对应的上、下两层围岩等级S2、S1制成便于查阅的表格或方便调用查询的数据库。
具体地，本实施例S004中将数据包中的数据制成便于查看的表格，在此，需要说明的是；在本实施例中将所述数据包中的数据制成表格后不仅仅方便查阅，同时所述表格因其包含了相当全面的综合围岩等级数据和与其相对应的各分层围岩等级数据，所以本实施例中所制得的表格能够被反复使用，在使用的过程中只需要在表格中查阅即可，不需要再进行本实施例中所述综合围岩等级评定方法的其它步骤，节省了大量的计算时间和工作流程，提高了工作效率等。
此外，本实施例中所述的综合围岩等级评定方法的评定结果准确有效。
需要说明的是，S003中所述数据包至少包括S2、S1、S、h1、B的数据信息。
本实施例还提供了关于本实施例中所制得的表格应用方法，
简单地，S004中所述的表格包括有S1、S2、S、h1项目和对应的等级，通过S1、S2、h1三项数据能够在表格中查阅到相应的S等级。
此外，本实施例还根据发明的综合围岩等级评定方法制得如下所示的表格，可以根据下面所示的表格进行查阅综合围岩的等级；
具体实施如下所述：
如图2所示的隧道围岩图，根据图上所示的下层围岩S1为IV级、上层围岩S2为VI级，且下层围岩的厚度h1为3m，隧道宽度为6m时，可以通过查阅表1，很方便的获得其综合围岩等级S属于V级；
此外，还是以上述为例，当h1＝2.2m时，通过查表内插法，直接查表综合围岩分级属于VI级。
表1
注：1、本表适用于隧道直径为6.0m的围岩等级划分；
2、遇括号内的围岩等级时需进行专门研究；
3、下部围岩厚度h1不是整数时可内插法进行。
此外，还可以使用本实施例中所述的数据包，制得一个关于本实施例中所述综合围岩等级的数据库。
详细地，本实施例S004中所述的数据库包括有数据处理系统，所述数据处理系统能够通过输入的数据信息调出相应的S信息，并将其发送给用户。
具体地，本实施例中所述数据处理系统还连接有信息输入设备和信息输出设备；
所述信息输入设备能够将用户输入的信息传输给数据处理系统；
所述信息输出设备包括有显示器；
所述信息输出设备能够将所述数据处理系统发送给用户的信息通过显示器展示给用户。
实施例二
本实施例公开例中一种采集隧道围岩数据的装置，所述装置包括数据采集组件、采集数据处理模块、无线通讯模块；
详细地，本实施例中所述的数据采集组件用于采集隧道上部各层围岩的地质参数，用于采集数据处理模块进行处理；
本实施例中所述的采集数据处理模块用于处理数据采集组件发送来的采集数据；
本实施例中所述的无线通讯模块用于将本实施例中所述的采集数据处理模块处理完成后的数据发送给用户。
进一步地，所述数据采集组件与所述采集数据处理模块连接并将采集到的数据发送给所述采集数据处理模块；
所述采集数据处理模块对数据进行处理，并将处理完成后的数据发送给与其连接的无线通讯模块；
所述无线通讯模块将采集数据处理模块发送来的数据通过无线电波发送到用户设备。
需要详细说明的是：本实施例中所述数据采集组件采集到的数据至少包括围岩厚度、围岩等级计算参数；
具体地，所述数据采集组件包括：
用于测量围岩厚度的探测标尺；
用于检测围岩等级计算参数的地质探测仪和探地雷达。
详细地，本实施例中所述采集数据处理模块包括有设定的采集数据处理程序；
所述采集数据处理程序能够将接收到的采集数据处理后获得相应围岩层的围岩等级。
最后，本实施例中所述采集数据处理程序将处理后的围岩等级数据、隧道宽度、上下层围岩厚度数据发送给无线通信模块。
此外，本实施例中所述采集隧道围岩数据装置将处理后的数据用于一种由上下两层围岩等级获得其综合围岩等级的评定方法。
最后需要说明的是，本实施例中的数据采集组件还可以设置其它探测类型的元件，来进行扩展本实施例中所述的数据采集组件所采集围岩的地质参数种类。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种由上下两层围岩等级获得综合围岩等级的评定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S001：通过采集装置获得隧道上层围岩等级S2、下层围岩等级S1、上层围岩厚度h2、下层围岩厚度h1、隧道宽度B；
S002：获得上下两层围岩的综合围岩等级S：
S＝(S’+S”)/2
S’＝(0.65h1*S1+0.73h2*S2)/(0.38h1+0.6h2)
S”＝ln[(h1+h2)*200/9B]/ln2
式中，S’为上下两层围岩的加权围岩等级，S”为受隧道宽度影响的加权围岩等级；
S003：以隧道宽度B和下层围岩厚度h1为基准，通过S002中的公式求得多组所述S1、S2的综合围岩等级S，获得与所述上、下两层围岩等级S2、S1相对应的综合围岩等级S的数据包；
S004：将S003中求得的综合围岩等级S的数据包和与其对应的上、下两层围岩等级S2、S1制成便于查阅的表格或方便调用查询的数据库。
2.如权利要求1所述的综合围岩等级的评定方法，其特征在于，S003中所述数据包至少包括S2、S1、S、h1、B的数据信息。
3.如权利要求1所述的综合围岩等级的评定方法，其特征在于，S004中所述的表格包括有S1、S2、S、h1项目和对应的等级，通过S1、S2、h1三项数据能够在表格中查阅到相应的S等级。
4.如权利要求1所述的综合围岩等级的评定方法，其特征在于，S004中所述的数据库包括有数据处理系统，所述数据处理系统能够通过输入的数据信息调出相应的S信息，并将其发送给用户。
5.如权利要求4所述的综合围岩等级的评定方法，其特征在于，所述数据处理系统还连接有信息输入设备和信息输出设备；
所述信息输入设备能够将用户输入的信息传输给数据处理系统；
所述信息输出设备包括有显示器；
所述信息输出设备能够将所述数据处理系统发送给用户的信息通过显示器展示给用户。
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