CN113888063B - 地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及设备 - Google Patents

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CN113888063B CN202111487342.7A CN202111487342A CN113888063B CN 113888063 B CN113888063 B CN 113888063B CN 202111487342 A CN202111487342 A CN 202111487342A CN 113888063 B CN113888063 B CN 113888063B
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Abstract

本申请提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及设备,用于为地下洞室围岩整体稳定性状态提供一种具体的、实用的、效果良好的定量评估方案。地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法,包括:在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取目标地下洞室的初始数据;根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。

Description

地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及设备
技术领域
本申请涉及岩土工程技术领域,具体涉及一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及设备。
背景技术
随着国民经济的迅速发展,我国能源开采与地下空间开发需求出现爆发式增长,使得地下洞室建设趋于常态化,地下洞室围岩整体稳定性评估日益成为地下空间开发利用中不可回避的技术难题。
而在现有的相关技术的研究过程中,发明人发现,到目前为止尚无考虑全面、快捷有效、规范的关于地下洞室围岩整体稳定性定量评估技术。
发明内容
本申请提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及设备,用于地下洞室围岩整体稳定性评估,提供一种具体的、实用的、效果良好的定量评估方法。
第一方面,本申请提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法,方法包括:
在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取目标地下洞室的初始数据;
根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第一种可能的实现方式中,根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段,包括:
根据初始数据中携带的不同位置的地质构造、岩体结构类型、岩性、初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角、尺寸、洞室轴线方位、使用功能,在预设的相近判断范围,将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第二种可能的实现方式中,预设的稳定性评估策略从围岩基本质量级别、围岩岩石强度、围岩局部稳定情况、围岩松弛/损伤情况、围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系、主要结构面与洞室轴线组合关系、地下水以及其他影响因素共八个方面进行评估。
结合本申请第一方面第二种可能的实现方式,在本申请第一方面第三种可能的实现方式中,围岩局部稳定情况具体从围岩局部变形稳定性、围岩块体稳定性、围岩塌方倾向性以及围岩岩爆倾向性共四个方面进行评估。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第四种可能的实现方式中,按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果,包括:
按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分;
累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
结合本申请第一方面第四种可能的实现方式,在本申请第一方面第五种可能的实现方式中,累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,包括:
累加多个影响因素的评分值;
基于预设的地下洞室围岩整体稳定性级别及其评分值范围,确定评分累加值对应的目标整体稳定性级别,洞室单元或洞段围岩整体稳定性级别分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定共四个级别;
将评分累加值以及目标整体稳定性级别,确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第六种可能的实现方式中,洞室单元或洞段所涉及的界定范围,以及评分所涉及的打分范围,根据勘察设计阶段以及施工阶段两个不同的阶段设置有对应的范围。
第二方面,本申请提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置,装置包括:
提取单元,用于在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取目标地下洞室的初始数据;
划分单元,用于根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
评分单元,用于按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第一种可能的实现方式中,根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段,包括:
根据初始数据中携带的不同位置的地质构造、岩体结构类型、岩性、初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角、尺寸、洞室轴线方位、使用功能,在预设的相近判断范围,将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段。
结合本申请第二方面,在本申请第二方面第二种可能的实现方式中,预设的稳定性评估策略从围岩基本质量级别、围岩岩石强度、围岩局部稳定情况、围岩松弛/损伤情况、围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系、主要结构面与洞室轴线组合关系、地下水以及其他影响因素共八个方面进行评估。
结合本申请第二方面第二种可能的实现方式,在本申请第二方面第三种可能的实现方式中,围岩局部稳定情况具体从围岩局部变形稳定性、围岩块体稳定性、围岩塌方倾向性以及围岩岩爆倾向性共四个方面进行评估。
结合本申请第二方面,在本申请第二方面第四种可能的实现方式中,评分单元,具体用于:
按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分;
累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
结合本申请第二方面第四种可能的实现方式,在本申请第二方面第五种可能的实现方式中,评分单元,具体用于:
累加多个影响因素的评分值;
基于预设的地下洞室围岩整体稳定性级别及其评分值范围,确定评分累加值对应的目标整体稳定性级别,洞室单元或洞段围岩整体稳定性级别分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定共四个级别;
将评分累加值以及目标整体稳定性级别,确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
结合本申请第二方面,在本申请第二方面第六种可能的实现方式中,洞室单元或洞段所涉及的界定范围,以及评分所涉及的打分范围,根据勘察设计阶段以及施工阶段两个不同的阶段设置有对应的范围。
第三方面,本申请提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备,包括处理器和存储器,存储器中存储有计算机程序,处理器调用存储器中的计算机程序时执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有多条指令,指令适于处理器进行加载,以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
从以上内容可得出,本申请具有以下的有益效果:
针对于地下洞室围岩整体稳定性的评估,本申请先根据初始数据将待评估稳定性的目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段,并对这些洞室单元或洞段按照预设的稳定性评估策略进行围岩整体稳定性的多因素评估处理,得到洞室单元或洞段室的围岩整体稳定性评估结果,在这评估过程中,可快捷有效且精确地判别出地下洞室围岩整体稳定状态,实现一种具体的、实用的、效果良好的定量评估方案,为地下洞室涉及的工程实践工作提供强有力的数据指导。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的一种流程示意图;
图2为本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的一种场景示意图;
图3为本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置的一种结构示意图;
图4为本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序,只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
本申请中所出现的模块的划分,是一种逻辑上的划分,实际应用中实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中,或一些特征可以忽略,或不执行,另外,所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式,本申请中均不作限定。并且,作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离,可以是也可以不是物理模块,或者可以分布到多个电路模块中,可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。
在介绍本申请提供的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法之前,首先介绍本申请所涉及的背景内容。
本申请提供的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及计算机可读存储介质,可为地下洞室围岩整体稳定性提供一种具体的、实用的、效果良好的定量评估方案。
本申请提及的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法,其执行主体可以为地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置,或者集成了该地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置的服务器、物理主机或者用户设备(User Equipment,UE)等不同类型的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备。其中,地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置可以采用硬件或者软件的方式实现,UE具体可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑或者个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等终端设备,地下洞室围岩整体稳定性的定量评估处理设备可以通过设备集群的方式设置。
下面,开始介绍本申请提供的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法。
首先,参阅图1,图1示出了本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的一种流程示意图,本申请提供的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法,具体可包括如下步骤S101至步骤S103:
步骤S101,在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取目标地下洞室的初始数据;
可以理解,本申请对于目标地下洞室围岩整体稳定性的评估,本申请是基于目标地下洞室中小单位的洞室单元或洞段进行的,而在该原则下,在触发了对目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,则可在任务执行的前期,将本次的评估对象,即目标地下洞室在预设的相近判断标准下,划分为多个相互独立的洞室单元或洞段,这些洞室单元或洞段作为围岩整体稳定性评估的对象。
对于目标地下洞室的划分,是基于其初始数据展开的,该初始数据,容易理解,为该目标地下洞室在发起其围岩整体稳定性任务时的前期数据,为后续的划分提供数据依据。
其中,需要注意的是,对于该初始数据,既可以直接携带在任务数据中,也可以是从本地或者其他存储有数据的设备处提取得到。
步骤S102,根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
在对目标地下洞室的划分处理中,遵循相近原则,将在工程地质层面上具有相近性质的洞室单元或者洞段划分为相互独立的洞室单元或洞段。
作为一种适于实用的实现方式,在本申请中,对于目标地下洞室的划分处理,具体可以包括:
根据初始数据中携带的不同位置的地质构造、岩体结构类型、岩性、初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角、尺寸、洞室轴线方位、使用功能,在预设的相近判断范围,将目标地下洞室的不同位置划分为多个相互独立的洞室单元或洞段。
具体的,还可结合下表1进行理解:
表1-围岩整体稳定性评估的洞室单元或洞段划分表
Figure 40511DEST_PATH_IMAGE001
从上表1还可以看出,对于上面提及的地质构造、岩体结构类型、岩性,归属于“地层岩性与构造”的范畴中;
初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角,归属于“初始地应力”的范畴中;
尺寸、洞室轴线方位、使用功能,归属于“洞室规模与布置”的范畴中。
除了划分影响因素的类别,在实际应用中,还可配置每个类别相适配的相近判定范围。
步骤S103,按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段围岩整体稳定性的各因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
在确定目标地下洞室会划分得到的多个洞室单元或洞段后,则可对这些洞室单元或洞段分别进行独立的围岩整体稳定性评估处理。
可以理解,此处稳定性的评估处理所涉及的评估策略,是可以随实际应用中的评估需求预先配置对应的评估内容的。
作为又一种适于实用的实现方式,在本申请中,预设的稳定性评估策略,具体可以从围岩基本质量级别、围岩岩石强度、围岩局部稳定情况、围岩松弛/损伤情况、围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系、主要结构面与洞室轴线组合关系、地下水以及其他影响因素共八个方面(影响因素)进行评分。
具体的,还可结合下表2进行理解:
表2-围岩整体稳定性影响因素评分表
Figure 564027DEST_PATH_IMAGE002
Figure 635888DEST_PATH_IMAGE003
Figure 76097DEST_PATH_IMAGE004
Figure 203408DEST_PATH_IMAGE005
Figure 463488DEST_PATH_IMAGE006
Figure 73461DEST_PATH_IMAGE007
从上表2还可以看出,在本申请中所涉及的稳定性评估,具体还可以是以评分的方式进行,评估结果则以评分值进行体现。
进一步的,对于上述涉及的一种影响因素(八种影响因素之一)的围岩局部稳定情况,在实际应用中,本申请具体可以从围岩局部变形稳定性、围岩块体稳定性、围岩塌方倾向性以及围岩岩爆倾向性共四个方面进行评估,其分别对应的评估处理,还可参考下面的表3-表6:
表3-围岩局部变形稳定性等级划分表
Figure 837017DEST_PATH_IMAGE008
表4-围岩块体稳定性等级划分表
Figure 139823DEST_PATH_IMAGE009
表5-围岩塌方倾向性等级划分表
Figure 372352DEST_PATH_IMAGE010
表6-围岩岩爆倾向性等级划分表
Figure 520437DEST_PATH_IMAGE011
其中,同一单元或洞段单一破坏类型的围岩局部稳定性等级评分可取该类型所有评分中的最低值;同一单元或洞段的围岩局部稳定性等级评分可取各破坏类型中最不利类型对应的评分。
对于单个的洞室单元或洞段,在通过预设的稳定性评估策略对不同影响因素评分后,具体还可以累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为洞室单元或洞段各自的围岩整体稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
作为一种实例,对应上述涉及的八个影响因素,可结合下式计算对应的局部的稳定性评分:
Figure 404079DEST_PATH_IMAGE012
其中,S为地下洞室围岩整体稳定性分值,Si(i=1-8)为地下洞室围岩整体稳定性各影响因素的评分。
此外,容易理解的是,在实际应用中,对于在稳定性评估过程中涉及的不同影响因素,还可配置有对应的权重值,从而最终得到不同的洞室单元或洞段的围岩整体稳定性分值。
当然,对于在稳定性评估过程中涉及的不同影响因素甚至不同的洞室单元或洞段,在实际应用中,还可根据不同的需求,而配置不同的适配策略、倾向性策略,从而使得最终得到不同洞室单元或洞段的围岩整体稳定性分值,可以根据实际情况而得到更精确的确定效果、呈现效果。
此外,在基于评分值展开的稳定性评估结果中,还可包括其他的内容,以便更好的指示出具体的稳定性程度,该稳定性程度可以根据具体的评分值进行程度的划分。
例如,作为又一种适于实用的实现方式,在基于评分得到稳定性评估结果的过程中,具体还可以包括:
累加多个影响因素评估结果的评分值;
基于预设的地下洞室围岩整体稳定性级别及其评分值范围,确定评分累加值对应的目标整体稳定性级别,地下洞室围岩整体稳定性级别分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定共四个级别;
将评分累加值以及目标整体稳定性级别,确认为洞室单元或洞段各自的围岩整体稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
可以理解,在该设置下,除了基础的评分值(评分累加值),还引入了整体稳定性级别,从而以结合评分值以及整体稳定性级别的方式,兼具直观以及具体的呈现方式,指示出目标地下洞室具体的稳定性程度。
其中,作为又一种实例,在本申请的实际应用中,地下洞室围岩整体稳定性级别分值最高值可以为100,最低值可以为0。
此外,地下洞室围岩整体稳定性等级对应分值区间的上、下限基于各影响因素评定等级分值区间上、下限之和向上兼容取最接近的10的倍数。
具体的,还可参考下面表7:
表7-围岩整体稳定性等级划分标准
Figure 877786DEST_PATH_IMAGE013
此外,对于上述内容,洞室单元或洞段所涉及的界定范围,或者评分所涉及的打分范围(对应稳定性评估策略),在又一种适于实用的实现方式中,还可以根据勘察设计阶段以及施工阶段两个不同的阶段设置有对应的范围,从而在实际应用中,本申请所做的稳定性评估处理,可以精确地适配于勘察设计阶段以及施工阶段,避免工程地质条件在不同阶段存在的勘察深度、探测深度不同、开挖支护设计方案可能存在变更而导致围岩整体稳定性评估结果存在差异的问题。
具体的,对于上述内容(包括各示例性的实现方式),还可结合图2示出的本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的一种场景示意图进行理解。
总的来说,从以上内容可看出, 针对于地下洞室围岩整体稳定性的评估,本申请先根据初始数据将待评估稳定性的目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段,并对这些洞室单元或洞段按照预设的稳定性评估策略进行围岩整体稳定性的多因素评估处理,得到洞室单元或洞段室的围岩整体稳定性评估结果,在这评估过程中,可快捷有效且精确地判别出地下洞室围岩整体稳定状态,实现一种具体的、实用的、效果良好的定量评估方案,为地下洞室涉及的工程实践工作提供强有力的数据指导。
以上是本申请提供地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的介绍,为便于更好的实施本申请提供的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法,本申请还从功能模块角度提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置。
参阅图3,图3为本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置的一种结构示意图,在本申请中,地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置300具体可包括如下结构:
提取单元301,用于在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取目标地下洞室的初始数据;
划分单元302,用于根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
评分单元303,用于按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
在又一种示例性的实现方式中,划分单元302,具体用于:
根据初始数据中携带的不同位置的地质构造、岩体结构类型、岩性、初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角、尺寸、洞室轴线方位、使用功能,在预设的相近判断范围,将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段。
在又一种示例性的实现方式中,预设的稳定性评估策略从围岩基本质量级别、围岩岩石强度、围岩局部稳定情况、围岩松弛/损伤情况、围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系、主要结构面与洞室轴线组合关系、地下水以及其他影响因素共八个方面进行评估。
在又一种示例性的实现方式中,围岩局部稳定情况具体从围岩局部变形稳定性、围岩块体稳定性、围岩塌方倾向性以及围岩岩爆倾向性共四个方面进行评估。
在又一种示例性的实现方式中,评分单元303,具体用于:
按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分;
累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
在又一种示例性的实现方式中,评分单元303,具体用于:
累加多个影响因素的评分值;
基于预设的地下洞室围岩整体稳定性级别及其评分值范围,确定评分累加值对应的目标整体稳定性级别,洞室单元或洞段围岩整体稳定性级别分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定共四个级别;
将评分累加值以及目标整体稳定性级别,确认为洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
在又一种示例性的实现方式中,洞室单元或洞段所涉及的界定范围,以及评分所涉及的打分范围,根据勘察设计阶段以及施工阶段两个不同的阶段设置有对应的范围。
本申请还从硬件结构角度提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备,参阅图4,图4示出了本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备的一种结构示意图,具体的,本申请地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备可包括处理器401、存储器402以及输入输出设备403,处理器401用于执行存储器402中存储的计算机程序时实现如图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的各步骤;或者,处理器401用于执行存储器402中存储的计算机程序时实现如图3对应实施例中各单元的功能,存储器402用于存储处理器401执行上述图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法所需的计算机程序。
示例性的,计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或者多个模块/单元被存储在存储器402中,并由处理器401执行,以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述计算机程序在计算机装置中的执行过程。
地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备可包括,但不仅限于处理器401、存储器402、输入输出设备403。本领域技术人员可以理解,示意仅仅是地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备的示例,并不构成对地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备还可以包括网络接入设备、总线等,处理器401、存储器402、输入输出设备403等通过总线相连。
处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,处理器是地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分。
存储器402可用于存储计算机程序和/或模块,处理器401通过运行或执行存储在存储器402内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器402内的数据,实现计算机装置的各种功能。存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备的使用所创建的数据等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart MediaCard,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器401用于执行存储器402中存储的计算机程序时,具体可实现以下功能:
在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取目标地下洞室的初始数据;
根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
按照预设的稳定性评估策略,分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置、设备及其相应单元的具体工作过程,可以参考如图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的说明,具体在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解,上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成,或通过指令控制相关的硬件来完成,该指令可以存储于一计算机可读存储介质中,并由处理器进行加载和执行。
为此,本申请提供一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,该指令能够被处理器进行加载,以执行本申请如图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的步骤,具体操作可参考如图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的说明,在此不再赘述。
其中,该计算机可读存储介质可以包括:只读存储器(Read Only Memory,ROM)、随机存取记忆体(Random Access Memory,RAM)、磁盘或光盘等。
由于该计算机可读存储介质中所存储的指令,可以执行本申请如图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法的步骤,因此,可以实现本申请如图1对应实施例中地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法所能实现的有益效果,详见前面的说明,在此不再赘述。
以上对本申请提供的地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置、设备以及计算机可读存储介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (4)

1.一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法,其特征在于,所述方法包括:
在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取所述目标地下洞室的初始数据;
根据所述初始数据将所述目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
按照预设的稳定性评估策略,分别对影响所述洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果;
所述根据所述初始数据将所述目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段,包括:
根据所述初始数据中携带的不同位置的地质构造、岩体结构类型、岩性、初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角、尺寸、洞室轴线方位以及使用功能,在预设的相近判断范围,将所述目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
所述预设的稳定性评估策略从围岩基本质量级别、围岩岩石强度、围岩局部稳定情况、围岩松弛/损伤情况、围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系、主要结构面与洞室轴线组合关系、地下水以及其他影响因素共八个方面进行评估;
所述围岩局部稳定情况具体从围岩局部变形稳定性、围岩块体稳定性、围岩塌方倾向性以及围岩岩爆倾向性共四个方面进行评估;
所述按照预设的稳定性评估策略,分别对影响所述洞室单元或所述洞段的多个影响因素进行评分,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果,包括:
按照所述预设的稳定性评估策略,分别对影响所述洞室单元或所述洞段的多个影响因素进行评分;
累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果;
所述累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,包括:
累加多个所述影响因素的评分值;
基于预设的地下洞室围岩整体稳定性级别及其评分值范围,确定评分累加值对应的目标整体稳定性级别,所述洞室单元或洞段围岩的整体稳定性级别分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定共四个级别;
将所述评分累加值以及所述目标整体稳定性级别,确认为所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果;
所述洞室单元或洞段所涉及的界定范围,以及所述评分所涉及的打分范围,根据勘察设计阶段以及施工阶段两个不同的阶段设置有对应的范围;
在评分处理中,所述围岩基本质量级别包括:
Ⅰ级,BQ>550,Ⅱ级,550≥BQ>450,对应分值区间为20≥S1≥15;Ⅲ级,450≥BQ>350对应分值区间为15>S1≥10;Ⅳ级,350≥BQ>250对应分值区间为10>S1≥5;V级,250≥BQ,对应分值区间为5>S1≥0;
其中,分值根据岩体基本质量指标BQ值由分值区间下限往上限线性插值;无BQ值监测数据可用时,分值根据场地围岩特征定性描述评分;所述围岩基本质量级别为Ⅰ时,分值取20;围岩为硬脆性岩体且具有脆性破坏倾向时,分值根据BQ值由分值区间上限往下限线性插值;
在评分处理中,所述围岩岩石强度包括:
Rcmax≥7,对应分值区间为20≥S2≥15;7>Rcmax≥4,对应分值区间为15>S2≥10;4>Rcmax≥2,对应分值区间为0>S2≥5;2>Rcmax,对应分值区间为5>S2≥0;
其中,分值根据围岩单轴抗压强度Rc与初始地应力最大主应力σmax之比Rcmax的大小由分值区间下限往上限线性插值;Rcmax≥10,分值取20;Rcmax≤1,分值取0;
在评分处理中,所述围岩局部稳定情况包括:
稳定,对应分值区间为20≥S3≥15;基本稳定,对应分值区间为15>S3≥10;欠稳定,对应分值区间为10>S3≥5;不稳定,对应分值区间为5>S3≥0;
其中,同一单元或洞段单一破坏类型的围岩局部稳定性等级评分取该类型所有评分中的最低值;同一单元或洞段的围岩局部稳定性等级评分取各破坏类型中最不利类型对应的评分;
在评分处理中,所述围岩松弛/损伤情况包括:
3m≥Dr或0.15≥Dr/B,对应分值区间为10≥S4≥8;6m≥Dr>3m或0.3≥Dr/B>0.15,对应分值区间为8>S4≥5;9m≥Dr>6m或0.45≥Dr/B>0.3,对应分值区间为5>S4≥2;Dr>9m或Dr/B>0.45,对应分值区间为2>S4≥0;
其中,洞室跨度B>20m时采用松弛/损伤区深度Dr标准,其他选用深度-洞跨比Dr/B标准;Dr取监测/分析断面或区域最大松弛/损伤深度平均值;分值根据Dr或Dr/B值由分值区间上限往下限线性插值;Dr≥12m或Dr/B≥0.6时,分值取0;勘察设计阶段,Dr采用整合损伤评价指标的数值计算或相似物理模拟预测;施工阶段,Dr通过声波波速测试、钻孔成像或整合损伤评价指标的数值计算获得;施工对围岩的扰动程度为一般影响及以上等级时,分值取Dr或Dr/B标准评分所在区间的下限;局部稳定影响评分取局部变形稳定性或塌方倾向性评估结果时,分值取0;
在评分处理中,所述围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系包括:
20°≥γ,对应分值区间为10≥S5≥8;45°≥γ>20°,对应分值区间为8>S5≥6;70°≥γ>45°,对应分值区间为6>S5≥3;γ>70°,对应分值区间为3>S5≥0;
其中,分值根据γ值由分值区间上限往下限线性插值,γ是指所述围岩初始最大主应力方向与所述洞室轴线方向之间的夹角,γ为锐角;
在评分处理中,所述主要结构面与洞室轴线组合关系包括:
α≥60°,β≥70°,对应分值区间为边墙S6=8,拱顶S6=10;α≥60°,70°>β≥45°,对应分值区间为边墙S6=6,拱顶S6=8;α≥60°,45°>β≥20°,对应分值区间为边墙S6=8,拱顶S6=6;α≥60°,20°>β,对应分值区间为边墙S6=10,拱顶S6=2,α为结构面走向与洞室轴线夹角,β为结构面倾角;
60°>α≥30°,β≥70°,对应分值区间为边墙S6=6,拱顶S6=8;60°>α≥30°,70°>β≥45°,对应分值区间为边墙S6=2,拱顶S6=6;60°>α≥30°,45°>β≥20°,对应分值区间为边墙S6=8,拱顶S6=2;60°>α≥30°,20°>β,对应分值区间为边墙S6=10,拱顶S6=0;
30°>α,β≥70°,对应分值区间为边墙S6=2,拱顶S6=6;30°>α,70°>β≥45°,对应分值区间为边墙S6=0,拱顶S6=2;30°>α,45°>β≥20°,对应分值区间为边墙S6=6,拱顶S6=0;30°>α,20°>β,对应分值区间为边墙S6=10,拱顶S6=0;
其中,主要结构面是指贯穿洞室、规模为Ⅱ级及以下的断层、软弱夹层、错动带、层面、长大节理或裂隙、蚀变破碎带、软弱岩脉非连续带;主要结构面同时出露在拱顶和边墙时,分值取出露在拱顶时的结构面评分和出露在边墙时的结构面评分中的最低值;存在多组主要结构面时,分值取所有结构面评分中的最低值;无影响洞室围岩稳定的主要结构面时,分值取10;
在评分处理中,所述地下水包括:
10≥Q,干燥无渗水,对应分值区间为5≥S7≥4;25≥Q>10,潮湿或点滴状出水,对应分值区间为4>S7≥3;125≥Q>25,淋雨状或线流状出水,对应分值区间为3>S7≥1;Q>125,涌流状出水,对应分值区间为1>S7≥0;
其中,每10m洞长出水量Q的单位为L/min·10m;分值根据Q的常用对数值
Figure FDA0003621653620000031
由分值区间上限往下限线性插值;无Q监测数据可用时,可根据地下水出水状态描述评分;250≥Q时,分值取0;勘察设计阶段,根据场地地下水埋藏情况选择分值区间下限;
在评分处理中,所述其他影响因素包括:
无或甚微影响,对应分值区间为5≥S8≥4;轻微影响,对应分值区间为4>S8≥3;一般影响,对应分值区间为3>S8≥1;严重影响,对应分值区间为1>S8≥0;
其中,特定工程地质条件下的不利因素,其分值取不利因素中最不利类型对应的分值;
其中,围岩局部不稳定洞段长度相对所评估洞段长度的占比超50%,地下洞室围岩整体稳定等级降一级;钻爆法对围岩扰动程度的等级参照水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范的规定;机械开挖对围岩的扰动为轻微程度;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩局部变形稳定性包括:
稳定,对应分值区间为20≥S3≥15,勘察设计阶段分级标准为
Figure FDA0003621653620000041
施工阶段分级标准为连续5天内0.2mm/d≥v或
Figure FDA0003621653620000042
d表示天;基本稳定,对应分值区间为15>S3≥10,勘察设计阶段分级标准为
Figure FDA0003621653620000043
施工阶段分级标准为连续5天内0.5mm/d≥v>0.2mm/d,或
Figure FDA0003621653620000044
欠稳定,对应分值区间为10>S3≥5,勘察设计阶段分级标准为
Figure FDA0003621653620000045
施工阶段分级标准为连续5天内0.5mm/d<v≤1mmd或
Figure FDA0003621653620000046
不稳定,对应分值区间为5>S3≥0,勘察设计阶段分级标准为U>Uallow,施工阶段分级标准为连续5天内v>1mm/d或U>Uallow
其中,U、v和Uallow分别为地下洞室关键部位测点的相对位移、变形速率和允许相对位移值;Uallow取值按岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范的规定执行;分值根据U或v值由分值区间上限往下限线性插值;连续5天内v>2mm/d或U>1.3Uallow时,分值取0;采用U和v的双标准进行分级时,取低分值所在标准的评估结果;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩块体稳定性包括:
稳定,对应分值区间为20≥S3≥15,分级标准为Fs≥Fs_allow;基本稳定,对应分值区间为15>S3≥10,分级标准为Fs_allow>Fs≥0.9Fs_allow;欠稳定,对应分值区间为10>S3≥5,分级标准为0.9Fs_allow>Fs>1.0;不稳定,对应分值区间为5>S3≥0,分级标准为1.0>Fs
其中,分值根据块体安全系数Fs大小由分值区间下限往上限线性插值;Fs>1.1Fs_allow时,分值取20;当潜在失稳块体体积V>30m3时,分值取评分所在区间下限;块体允许安全系数Fs_allow按水电站地下厂房设计规范的规定取最小安全系数;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩塌方倾向性包括:
甚微,对应分值区间为20≥S3≥15,勘察设计阶段分级标准为1m≥H,施工阶段分级标准为1m≥H或10m3≥V;轻微,对应分值区间为15>S3≥10,勘察设计阶段分级标准为3m≥H>1m,施工阶段分级标准为3m≥H>1m或30m3≥V>10m3;中等,对应分值区间为10>S3≥5,勘察设计阶段分级标准为6m≥H>3m,施工阶段分级标准为6m≥H>3m或100m3≥V>30m3;强烈,对应分值区间为5>S3≥0,勘察设计阶段分级标准为H>6m,施工阶段分级标准为H>6m或V>100m3
其中,分值根据塌方高度H或塌方体积V的常用对数
Figure FDA0003621653620000051
由分值区间上限往下限线性插值;H≥9m或V≥300m3时,分值取0;采用H和V的双标准进行分级时,取低分值所在标准的评估结果;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩岩爆倾向性包括:
甚微,对应分值区间为20≥S3≥15,勘察设计阶段分级标准为0.3≥σθ/Rc,施工阶段分级标准为0.3≥σθ/Rc≥H或0.1m≥Df;轻微,对应分值区间为15>S3≥10,勘察设计阶段分级标准为0.5≥σθ/Rc>0.3,施工阶段分级标准为0.5≥σθ/Rc>0.3或0.5m≥Df>0.1m;中等,对应分值区间为10>S3≥5,勘察设计阶段分级标准为0.7≥σθ/Rc>0.5,施工阶段分级标准为0.7≥σθ/Rc>0.5或1m≥Df>0.5m;强烈,对应分值区间为5>S3≥0,勘察设计阶段分级标准为σθ/Rc>0.7,施工阶段分级标准为σθ/Rc>0.7或Df>1m;
其中,分值根据围岩切向压应力σθ与所述围岩单轴抗压强度Rc之比σθ/Rc由分值区间上限往下限线性插值,或分值根据爆坑/脆性破坏深度Df由分值区间上限往下限线性插值;σθ/Rc≥0.9或Df≥3m时,分值取0;采用σθ/Rc和Df的双标准进行分级时,取低分值所在标准的评估结果;σθ通过地下洞室开挖的弹性数值计算结果获得;
在评分处理中,所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果包括:
稳定,100≥S≥80;基本稳定80>S≥60;欠稳定,60>S≥30;不稳定,S<30。
2.一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估装置,其特征在于,所述装置包括:
提取单元,用于在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后,提取所述目标地下洞室的初始数据;
划分单元,用于根据所述初始数据将所述目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
评分单元,用于按照预设的稳定性评估策略,分别对影响所述洞室单元或所述洞段的多个影响因素进行评分,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果;
所述划分单元,具体用于:
根据所述初始数据中携带的不同位置的地质构造、岩体结构类型、岩性、初始最大主应力量值、埋深、初始最大主应力方向与洞室轴线夹角、尺寸、洞室轴线方位以及使用功能,在预设的相近判断范围,将所述目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段;
所述预设的稳定性评估策略从围岩基本质量级别、围岩岩石强度、围岩局部稳定情况、围岩松弛/损伤情况、围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系、主要结构面与洞室轴线组合关系、地下水以及其他影响因素共八个方面进行评估;
所述围岩局部稳定情况具体从围岩局部变形稳定性、围岩块体稳定性、围岩塌方倾向性以及围岩岩爆倾向性共四个方面进行评估;
所述按照预设的稳定性评估策略,分别对影响所述洞室单元或所述洞段的多个影响因素进行评分,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果,包括:
按照所述预设的稳定性评估策略,分别对影响所述洞室单元或所述洞段的多个影响因素进行评分;
累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果;
所述累加多个影响因素的评分值,并将评分累加值确认为所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,包括:
累加多个所述影响因素的评分值;
基于预设的地下洞室围岩整体稳定性级别及其评分值范围,确定评分累加值对应的目标整体稳定性级别,所述洞室单元或洞段围岩的整体稳定性级别分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定共四个级别;
将所述评分累加值以及所述目标整体稳定性级别,确认为所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果,作为所述目标地下洞室整体的稳定性评估结果;
所述洞室单元或洞段所涉及的界定范围,以及所述评分所涉及的打分范围,根据勘察设计阶段以及施工阶段两个不同的阶段设置有对应的范围;
在评分处理中,所述围岩基本质量级别包括:
Ⅰ级,BQ>550,Ⅱ级,550≥BQ>450,对应分值区间为20≥S1≥15;Ⅲ级,450≥BQ>350对应分值区间为15>S1≥10;Ⅳ级,350≥BQ>250对应分值区间为10>S1≥5;V级,250≥BQ,对应分值区间为5>S1≥0;
其中,分值根据岩体基本质量指标BQ值由分值区间下限往上限线性插值;无BQ值监测数据可用时,分值根据场地围岩特征定性描述评分;所述围岩基本质量级别为Ⅰ时,分值取20;围岩为硬脆性岩体且具有脆性破坏倾向时,分值根据BQ值由分值区间上限往下限线性插值;
在评分处理中,所述围岩岩石强度包括:
Rcmax≥7,对应分值区间为20≥S2≥15;7>Rcmax≥4,对应分值区间为15>S2≥10;4>Rcmax≥2,对应分值区间为0>S2≥5;2>Rcmax,对应分值区间为5>S2≥0;
其中,分值根据围岩单轴抗压强度Rc与初始地应力最大主应力σmax之比Rcmax的大小由分值区间下限往上限线性插值;Rcmax≥10,分值取20;Rcmax≤1,分值取0;
在评分处理中,所述围岩局部稳定情况包括:
稳定,对应分值区间为20≥S3≥15;基本稳定,对应分值区间为15>S3≥10;欠稳定,对应分值区间为10>S3≥5;不稳定,对应分值区间为5>S3≥0;
其中,同一单元或洞段单一破坏类型的围岩局部稳定性等级评分取该类型所有评分中的最低值;同一单元或洞段的围岩局部稳定性等级评分取各破坏类型中最不利类型对应的评分;
在评分处理中,所述围岩松弛/损伤情况包括:
3m≥Dr或0.15≥Dr/B,对应分值区间为10≥S4≥8;6m≥Dr>3m或0.3≥Dr/B>0.15,对应分值区间为8>S4≥5;9m≥Dr>6m或0.45≥Dr/B>0.3,对应分值区间为5>S4≥2;Dr>9m或Dr/B>0.45,对应分值区间为2>S4≥0;
其中,洞室跨度B>20m时采用松弛/损伤区深度Dr标准,其他选用深度-洞跨比Dr/B标准;Dr取监测/分析断面或区域最大松弛/损伤深度平均值;分值根据Dr或Dr/B值由分值区间上限往下限线性插值;Dr≥12m或Dr/B≥0.6时,分值取0;勘察设计阶段,Dr采用整合损伤评价指标的数值计算或相似物理模拟预测;施工阶段,Dr通过声波波速测试、钻孔成像或整合损伤评价指标的数值计算获得;施工对围岩的扰动程度为一般影响及以上等级时,分值取Dr或Dr/B标准评分所在区间的下限;局部稳定影响评分取局部变形稳定性或塌方倾向性评估结果时,分值取0;
在评分处理中,所述围岩初始最大主应力方向与洞室轴线组合关系包括:
20°≥γ,对应分值区间为10≥S5≥8;45°≥γ>20°,对应分值区间为8>S5≥6;70°≥γ>45°,对应分值区间为6>S5≥3;γ>70°,对应分值区间为3>S5≥0;
其中,分值根据γ值由分值区间上限往下限线性插值,γ是指所述围岩初始最大主应力方向与所述洞室轴线方向之间的夹角,γ为锐角;
在评分处理中,所述主要结构面与洞室轴线组合关系包括:
α≥60°,β≥70°,对应分值区间为边墙S6=8,拱顶S6=10;α≥60°,70°>β≥45°,对应分值区间为边墙S6=6,拱顶S6=8;α≥60°,45°>β≥20°,对应分值区间为边墙S6=8,拱顶S6=6;α≥60°,20°>β,对应分值区间为边墙S6=10,拱顶S6=2,α为结构面走向与洞室轴线夹角,β为结构面倾角;
60°>α≥30°,β≥70°,对应分值区间为边墙S6=6,拱顶S6=8;60°>α≥30°,70°>β≥45°,对应分值区间为边墙S6=2,拱顶S6=6;60°>α≥30°,45°>β≥20°,对应分值区间为边墙S6=8,拱顶S6=2;60°>α≥30°,20°>β,对应分值区间为边墙S6=10,拱顶S6=0;
30°>α,β≥70°,对应分值区间为边墙S6=2,拱顶S6=6;30°>α,70°>β≥45°,对应分值区间为边墙S6=0,拱顶S6=2;30°>α,45°>β≥20°,对应分值区间为边墙S6=6,拱顶S6=0;30°>α,20°>β,对应分值区间为边墙S6=10,拱顶S6=0;
其中,主要结构面是指贯穿洞室、规模为Ⅱ级及以下的断层、软弱夹层、错动带、层面、长大节理或裂隙、蚀变破碎带、软弱岩脉非连续带;主要结构面同时出露在拱顶和边墙时,分值取出露在拱顶时的结构面评分和出露在边墙时的结构面评分中的最低值;存在多组主要结构面时,分值取所有结构面评分中的最低值;无影响洞室围岩稳定的主要结构面时,分值取10;
在评分处理中,所述地下水包括:
10≥Q,干燥无渗水,对应分值区间为5≥S7≥4;25≥Q>10,潮湿或点滴状出水,对应分值区间为4>S7≥3;125≥Q>25,淋雨状或线流状出水,对应分值区间为3>S7≥1;Q>125,涌流状出水,对应分值区间为1>S7≥0;
其中,每10m洞长出水量Q的单位为L/min·10m;分值根据Q的常用对数值
Figure FDA0003621653620000081
由分值区间上限往下限线性插值;无Q监测数据可用时,可根据地下水出水状态描述评分;250≥Q时,分值取0;勘察设计阶段,根据场地地下水埋藏情况选择分值区间下限;
在评分处理中,所述其他影响因素包括:
无或甚微影响,对应分值区间为5≥S8≥4;轻微影响,对应分值区间为4>S8≥3;一般影响,对应分值区间为3>S8≥1;严重影响,对应分值区间为1>S8≥0;
其中,特定工程地质条件下的不利因素,其分值取不利因素中最不利类型对应的分值;
其中,围岩局部不稳定洞段长度相对所评估洞段长度的占比超50%,地下洞室围岩整体稳定等级降一级;钻爆法对围岩扰动程度的等级参照水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范的规定;机械开挖对围岩的扰动为轻微程度;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩局部变形稳定性包括:
稳定,对应分值区间为20≥S3≥15,勘察设计阶段分级标准为
Figure FDA0003621653620000091
施工阶段分级标准为连续5天内0.2mm/d≥v或
Figure FDA0003621653620000092
d表示天;基本稳定,对应分值区间为15>S3≥10,勘察设计阶段分级标准为
Figure FDA0003621653620000093
施工阶段分级标准为连续5天内0.5mm/d≥v>0.2mm/d或
Figure FDA0003621653620000094
欠稳定,对应分值区间为10>S3≥5,勘察设计阶段分级标准为
Figure FDA0003621653620000095
施工阶段分级标准为连续5天内0.5mm/d<v≤1mmd或
Figure FDA0003621653620000096
不稳定,对应分值区间为5>S3≥0,勘察设计阶段分级标准为U>Uallow,施工阶段分级标准为连续5天内v>1mm/d或U>Uallow
其中,U、v和Uallow分别为地下洞室关键部位测点的相对位移、变形速率和允许相对位移值;Uallow取值按岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范的规定执行;分值根据U或v值由分值区间上限往下限线性插值;连续5天内v>2mm/d或U>1.3Uallow时,分值取0;采用U和v的双标准进行分级时,取低分值所在标准的评估结果;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩块体稳定性包括:
稳定,对应分值区间为20≥S3≥15,分级标准为Fs≥Fs_allow;基本稳定,对应分值区间为15>S3≥10,分级标准为Fs_allow>Fs≥0.9Fs_allow;欠稳定,对应分值区间为10>S3≥5,分级标准为0.9Fs_allow>Fs>1.0;不稳定,对应分值区间为5>S3≥0,分级标准为1.0>Fs
其中,分值根据块体安全系数Fs大小由分值区间下限往上限线性插值;Fs>1.1Fs_allow时,分值取20;当潜在失稳块体体积V>30m3时,分值取评分所在区间下限;块体允许安全系数Fs_allow按水电站地下厂房设计规范的规定取最小安全系数;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩塌方倾向性包括:
甚微,对应分值区间为20≥S3≥15,勘察设计阶段分级标准为1m≥H,施工阶段分级标准为1m≥H或10m3≥V;轻微,对应分值区间为15>S3≥10,勘察设计阶段分级标准为3m≥H>1m,施工阶段分级标准为3m≥H>1m或30m3≥V>10m3;中等,对应分值区间为10>S3≥5,勘察设计阶段分级标准为6m≥H>3m,施工阶段分级标准为6m≥H>3m或100m3≥V>30m3;强烈,对应分值区间为5>S3≥0,勘察设计阶段分级标准为H>6m,施工阶段分级标准为H>6m或V>100m3
其中,分值根据塌方高度H或塌方体积V的常用对数log1V0由分值区间上限往下限线性插值;H≥9m或V≥300m3时,分值取0;采用H和V的双标准进行分级时,取低分值所在标准的评估结果;
在评估处理中,所述围岩局部稳定情况中的所述围岩岩爆倾向性包括:
甚微,对应分值区间为20≥S3≥15,勘察设计阶段分级标准为0.3≥σθ/Rc,施工阶段分级标准为0.3≥σθ/Rc≥H或0.1m≥Df;轻微,对应分值区间为15>S3≥10,勘察设计阶段分级标准为0.5≥σθ/Rc>0.3,施工阶段分级标准为0.5≥σθ/Rc>0.3或0.5m≥Df>0.1m;中等,对应分值区间为10>S3≥5,勘察设计阶段分级标准为0.7≥σθ/Rc>0.5,施工阶段分级标准为0.7≥σθ/Rc>0.5或1m≥Df>0.5m;强烈,对应分值区间为5>S3≥0,勘察设计阶段分级标准为σθ/Rc>0.7,施工阶段分级标准为σθ/Rc>0.7或Df>1m;
其中,分值根据围岩切向压应力σθ与所述围岩单轴抗压强度Rc之比σθ/Rc由分值区间上限往下限线性插值,或分值根据爆坑/脆性破坏深度Df由分值区间上限往下限线性插值;σθ/Rc≥0.9或Df≥3m时,分值取0;采用σθ/Rc和Df的双标准进行分级时,取低分值所在标准的评估结果;σθ通过地下洞室开挖的弹性数值计算结果获得;
在评分处理中,所述洞室单元或洞段各自的稳定性评估结果包括:
稳定,100≥S≥80;基本稳定80>S≥60;欠稳定,60>S≥30;不稳定,S<30。
3.一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1所述的方法。
4.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有多条指令,所述指令适于处理器进行加载,以执行权利要求1所述的方法。
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