CN113933297B - 隧道围岩分级方法、装置、电子设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种隧道围岩分级方法、装置、电子设备和介质；其中，该方法包括：根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级；确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交；若是，则将与隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；若否，则确定各结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。本公开实施例能够对隧道围岩进行分级，扩大了隧道围岩分级的范围以及提高了工作效率。
Description
技术领域
本公开涉及工程勘察技术领域，尤其涉及隧道围岩分级方法、装置、电子设备和介质。
背景技术
随着高速公路和铁路建设的快速发展，高速公路和铁路的隧道也不断的增加，由于现阶段探测方法的不准确性，隧道围岩情况复杂多变，因此，隧道围岩分级对指导隧道施工和调整具有重要的意义。
现有技术中，主要是通过Q指标法、RMR分类法和水电分类(HydropowerClassifying，简称HC)法进行隧道围岩分级，但是这些方法的分级参数需要复杂的设备以及大量的试验来获取，存在工程效率低下、测试周期较长等问题，导致在隧道设计及施工过程中易出现工程变更及安全隐患的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种隧道围岩分级方法、装置、电子设备和介质。
第一方面，本公开提供了一种隧道围岩分级方法，包括：
根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，其中，所述结构面发育带根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像确定；
确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交；
若是，则将与所述隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
若否，则确定各结构面发育带的类型，根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
可选的，所述结构面发育带的类型包括断层和普通结构面发育带；
相应的，所述根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，包括：
若所述类型为断层，则根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交；
若所述类型为普通结构面发育带，则根据对应的目标结构面产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交。
可选的，所述不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数通过以下方式确定：
确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度；
根据所述岩体完整程度确定对应的修正系数；
确定每个结构面发育带分别对应的结构面发育带中的结构面条数和结构面发育带的岩体体积；
根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数；
根据所述岩体体积结构面数，确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数。
可选的，所述根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数，包括：
将所述结构面条数除以所述岩体体积，得到对应的结构面发育带的初始岩体体积结构面数；
将所述初始岩体体积结构面数与所述修正系数相乘，得到对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
可选的，所述目标结构面产状通过以下方式确定：
获取钻孔内的图像数据；
针对所述图像数据，根据节理玫瑰花图确定所述钻孔内的所有岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数；
根据所述岩体结构面倾向、所述倾角以及所述倾角频数，确定与所述普通结构面发育带对应的目标结构面产状。
可选的，所述方法还包括：
针对除了钻孔与所述隧道洞身相交部分、断层延伸后与所述隧道洞身相交部分以及普通结构面发育带延伸后与所述隧道洞身相交部分之外的其他隧道洞身部分，获取所述其他隧道洞身的岩性；
根据所述岩性确定所述其他隧道洞身部分的隧道围岩分级。
可选的，在确定隧道围岩分级之后，还包括：
确定目标影响因素对所述隧道围岩分级的影响程度，其中，所述目标影响因素包括地下水出水状态、初始地应力状态以及结构面产状状态中的至少一种；
根据所述影响程度对所述隧道围岩分级进行修正，得到修正后的隧道围岩分级。
第二方面，本公开提供了一种隧道围岩分级装置，包括：
初始分级确定模块，用于根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，其中，所述结构面发育带根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像确定；
相交确定模块，用于确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交；
第一分级确定模块，用于若是，则将与所述隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
第二分级确定模块，用于若否，则确定各结构面发育带的类型，根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
可选的，所述结构面发育带的类型包括断层和普通结构面发育带；
相应的，第二分级确定模块，具体用于：若否，则确定各结构面发育带的类型；若所述类型为断层，则根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；若所述类型为普通结构面发育带，则根据对应的目标结构面产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
可选的，上述装置还包括：完整性指数确定模块，具体用于确定不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数；
完整性指数确定模块包括：
第一确定单元，用于确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度；
第二确定单元，用于根据所述岩体完整程度确定对应的修正系数；
第三确定单元，用于确定每个结构面发育带分别对应的结构面发育带中的结构面条数和结构面发育带的岩体体积；
第四确定单元，用于根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数；
第五确定单元，用于根据所述岩体体积结构面数，确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数。
可选的，第四确定单元，具体用于：
将所述结构面条数除以所述岩体体积，得到对应的结构面发育带的初始岩体体积结构面数；
将所述初始岩体体积结构面数与所述修正系数相乘，得到对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
可选的，所述目标结构面产状通过以下方式确定：
获取钻孔内的图像数据；
针对所述图像数据，根据节理玫瑰花图确定所述钻孔内的所有岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数；
根据所述岩体结构面倾向、所述倾角以及所述倾角频数，确定与所述普通结构面发育带对应的目标结构面产状。
可选的，上述装置还包括：
岩性获取模块，用于针对除了钻孔与所述隧道洞身相交部分、断层延伸后与所述隧道洞身相交部分以及普通结构面发育带延伸后与所述隧道洞身相交部分之外的其他隧道洞身部分，获取所述其他隧道洞身的岩性；
其他分级确定模块，用于根据所述岩性确定所述其他隧道洞身部分的隧道围岩分级。
可选的，上述装置还包括：
影响程度确定模块，用于在确定隧道围岩分级之后，确定目标影响因素对所述隧道围岩分级的影响程度，其中，所述目标影响因素包括地下水出水状态、初始地应力状态以及结构面产状状态中的至少一种；
修正模块，用于根据所述影响程度对所述隧道围岩分级进行修正，得到修正后的隧道围岩分级。
第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本公开实施例中的任一种所述的隧道围岩分级方法。
第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开实施例中的任一种所述的隧道围岩分级方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：首先根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，接着确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交，然后若相交，则将与隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级，最后若不相交，则确定各结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级，能够对隧道围岩进行分级，扩大了隧道围岩分级的范围以及提高了工作效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本公开实施例提供的一种隧道围岩分级方法的流程示意图；
图1B是本公开实施例提供的方法中结构面发育带与隧道洞身线相交情况的示意图；
图2是本公开实施例提供的另一种隧道围岩分级方法的流程示意图；
图3是本公开实施例提供的一种隧道围岩分级装置的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1A是本公开实施例提供的一种隧道围岩分级方法的流程示意图。本实施例可适用于在隧道施工前对隧道围岩进行分级的情况。本实施例方法可由隧道围岩分级装置来执行，该装置可采用硬件/或软件的方式来实现，并可配置于电子设备中。如图1A所示，该方法具体包括如下：
S110，根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级。
其中，所述结构面发育带根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像确定。
其中，结构面在本实施例中主要是指岩体结构面，岩体结构面可以理解为岩体内部具有一定方向、一定规模、一定形态和特性的面、缝、层和带状的地质界面，岩体结构面可以通过对岩芯图像进行解译后得到，它是按照钻孔深度分布的。结构面发育带可以理解为具有一定长度的结构面密集的地方，例如，可以根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像，将钻孔内的结构面中超过预设长度的结构面作为结构面发育带。岩芯图像是通过图像采集设备，例如摄像机或者智能拍照设备等，对钻孔后得到的岩芯进行拍摄后得到的。岩体完整性指数可以理解为评价岩体完整程度的定量指标，反映了岩体结构类型、岩体的完整性以及结构面发育程度与性状等，通常用Kv表示。岩石饱和单轴抗压强度可以理解为衡量岩石坚硬程度的定量指标，通常用Rc表示。
需要说明的是，预设长度可以预先确定，也可以视具体情况而定，本实施例不作具体限制。
根据岩芯图像能够将钻孔内的结构面划分成多段不同的结构面发育带，针对不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数，可以通过实际的测试确定出，也可以通过其他方式确定。针对不同结构面发育带分别对应的岩石饱和单轴抗压强度可以通过实验测得，也可以通过岩石点荷载强度指数的换算值确定。在得到不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度之后，将岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度代入《工程岩体分级标准》中对应的公式，能够确定出各结构面发育带对应的围岩基本质量指标BQ，然后根据BQ的具体数值，参考《工程岩体分级标准》中对应的表格能够确定对应的岩体基本质量级别，也即隧道围岩初始分级。也可以根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，通过其他方式确定对应的岩体基本质量级别，本实施例不作具体限制。
S120，确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交。
若是，执行S130；若否，执行S140；
其中，隧道洞身可以理解为隧道的主体建筑物，主要作用是承受围岩压力、结构自重及其它荷载，阻止围岩风化、崩塌和洞内防水、防潮等。
在确定了不同结构面发育带对应的隧道围岩初始分级之后，需要确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交，以便后续根据相交或者是不相交，分别确定隧道洞身对应部分的隧道围岩分级。
S130，将与隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
如果某结构面发育带与隧道洞身相交，则将该结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
S140，确定各结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
如果某结构面发育带与隧道洞身不相交，则确定该结构面发育带的类型，根据该结构面发育带的类型采取对应的方式确定该结构面发育带的延伸方向，将该结构面发育带沿着对应的延伸方向延伸至与隧道洞身相交。在该结构面发育带通过延伸与隧道洞身相交之后，将与该结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
在本实施例中，首先根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，接着确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交，然后若相交，则将与隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级，最后若不相交，则确定各结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级，能够对隧道围岩进行分级，扩大了隧道围岩分级的范围以及提高了工作效率。
在一些实施例中，可选的，所述结构面发育带的类型包括断层和普通结构面发育带；
相应的，所述根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，可以具体包括：
若所述类型为断层，则根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交；
若所述类型为普通结构面发育带，则根据对应的目标结构面产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交。
其中，断层可以理解为规模非常大的结构面发育带。普通结构面发育带可以理解为规模较小的结构面发育带。目标结构面产状可以理解为钻孔内与多数结构面走向一致的优势结构面的产状。产状可以理解为地质界面在空间产出的状态和方位的总称，通常可使用倾向(或者走向)及倾角描述，包括倾向、倾角以及结构面宽度。
示例性的，图1B是本公开实施例提供的方法中结构面发育带与隧道洞身线相交情况的示意图，图中仅给出了几个结构面发育带的示例。F1对应的结构面发育带的类型是断层，D1-D5对应的结构面发育带的类型是普通结构面发育带。
结构面发育带的类型是断层的，根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状能够确定出断层向隧道洞身线性的延伸方向，从而根据该延伸方向将断层伸至与隧道洞身相交；结构面发育带的类型是普通结构面发育带的，先确定与普通结构面发育带对应的目标结构面产状，再根据目标结构面走向与隧道轴线的夹角进行换算得出其延伸方向，再根据该延伸方向将普通结构面发育带向隧道洞身进行延伸，最终与隧道洞身相交为止。
需要说明的是：两侧延伸覆盖隧道洞身长度之和应该小于或者等于钻孔深度。
本实施例中，通过确定结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，有利于后续确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
在一些实施例中，可选的，所述目标结构面产状通过以下方式确定：
获取钻孔内的图像数据；
针对所述图像数据，根据节理玫瑰花图确定所述钻孔内的所有岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数；
根据所述岩体结构面倾向、所述倾角以及所述倾角频数，确定与所述普通结构面发育带对应的目标结构面产状。
其中，节理玫瑰花图可以理解为状似玫瑰花的表明节理走向或倾向和条数的统计图，它反映了观测地段各组节理的发育程度，并能看出优势方位，是野外地质工作中常用的节理统计图。
具体的，根据孔内超声成像测试、三维激光扫描或者采用图像采集设备拍摄等方法能够得到钻孔内的图像数据，也可以是其他的设备。在获取到图像数据之后，通过绘制节理玫瑰花图能够确定钻孔内的所有岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数，根据得到的岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数，将与多数结构面走向一致的结构面作为目标结构面，也就确定了与普通结构面发育带对应的目标结构面产状。
本发明实施例中，由于结构面较多，通过上述方法确定出目标结构面产状，方便快捷，便于后续根据目标结构面产状确定对应的普通结构面发育带的延伸方向。
在一些实施例中，可选的，所述方法还包括：
针对除了钻孔与所述隧道洞身相交部分、断层延伸后与所述隧道洞身相交部分以及普通结构面发育带延伸后与所述隧道洞身相交部分之外的其他隧道洞身部分，获取所述其他隧道洞身的岩性；
根据所述岩性确定所述其他隧道洞身部分的隧道围岩分级。
其中，岩性可以理解为岩体的完整程度和破碎情况。
本实施例中，针对除了钻孔与隧道洞身相交部分、断层延伸后与隧道洞身相交部分以及普通结构面发育带延伸后与隧道洞身相交部分之外的其他隧道洞身部分，通过获取其他隧道洞身的岩性，能够根据该岩性确定出其他隧道洞身部分的隧道围岩分级，例如，若其他隧道洞身的岩性为坚硬岩、岩体完整，则对应的隧道围岩分级可以为Ⅰ级；若其他隧道洞身的岩性为较软岩、岩体破碎，则对应的隧道围岩分级可以为Ⅴ级，具体可以参考《工程岩体分级标准》中对应的表格确定。通过上述方法确定了其他隧道洞身部分的隧道围岩分级，进一步扩大了隧道围岩分级的范围，更有利于为后续隧道施工做参考，从而提高隧道勘察设计效率和质量。
图2是本公开实施例提供的另一种隧道围岩分级方法的流程示意图。本实施例是在上述实施例的基础上进行优化。可选的，本实施例对确定不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数的过程进行详细的解释说明。如图2所示，该方法具体包括如下：
S210，确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度。
其中，岩体完整程度可以理解为岩体的完整情况或者破碎情况，例如：完整、较完整、较破碎、破碎以及极破碎等。
具体的，根据钻孔内的图像数据能够确定每个结构面发育带中包括的结构面组数、结构面的平均间距、主要结构面的结合程度以及主要结构面类型。根据结构面组数和结构面的平均间距能够确定结构面发育程度，然后根据结构面发育程度、主要结构面的结合程度以及主要结构面类型，参考《工程岩体分级标准》中对应的表格能够确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度。
S220，根据岩体完整程度确定对应的修正系数。
在得到岩体完整程度之后，可以根据下表1确定对应的修正系数α。
表1
| 岩体完整程度 | 完整 | 较完整 | 较破碎 | 破碎 | 极破碎 |
| α | 1～1.05 | 1.05～1.15 | 1.15～1.25 | 1.25～1.45 | 1.45～1.55 |
可选的，修正系数也可以替换为其他合理取值以及范围划分，本实施例不做具体限制。
S230，确定每个结构面发育带分别对应的结构面发育带中的结构面条数和结构面发育带的岩体体积。
具体的，结构面条数可以通过对每个结构面发育带中包括的结构面进行统计得到。结构面发育带的岩体体积可以通过下式确定：
V＝Lπ(d/2)2 (1)
其中，V表示结构面发育带的岩体体积，L表示结构面发育带的长度，d表示钻孔外径。
S240，根据结构面条数、岩体体积以及修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
其中，岩体体积结构面数可以理解为每立方米岩体体积内的结构面数目。
根据结构面条数和岩体体积，能够得到对应的结构面发育带的初始岩体体积结构面数，由于岩体完整程度会对岩体体积结构面数造成影响，修正系数是根据岩体完整程度确定，因此，通过修正系数对初始岩体体积结构面数进行修正，能够得到岩体体积结构面数。
S250，根据岩体体积结构面数，确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数。
在得到岩体体积结构面数之后，参考《工程岩体分级标准》中对应的表格，能够得到岩体体积结构面数与岩体完整性指数的对应关系，从而确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数，便于后续根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级。
S260，根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级。
S270，确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交。
S280，将与隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
S290，确定各结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
在本实施例中，先确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度，根据岩体完整程度确定对应的修正系数，再确定每个结构面发育带分别对应的结构面发育带中的结构面条数和结构面发育带的岩体体积，根据结构面条数、岩体体积以及修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数，根据岩体体积结构面数，确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数。根据岩体体积结构面数对应得出岩体完整性指数的方法可以突破岩体完整性指数通过实测难以获取的限制，高效可靠，从而所确定的对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级也更准确，进一步提高最终隧道洞身相交部分的隧道围岩分级的准确性。
在本实施例中，可选的，所述根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数，可以具体包括：
将所述结构面条数除以所述岩体体积，得到对应的结构面发育带的初始岩体体积结构面数；
将所述初始岩体体积结构面数与所述修正系数相乘，得到对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
具体的，岩体体积结构面数可以通过下式确定：
Jv＝(Sv/V)·α (2)
其中，Jv表示岩体体积结构面数，Sv表示结构面条数。
将结构面条数、岩体体积以及修正系数代入式(2)就能够确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
本实施例中，通过上述方法确定岩体体积结构面数，由于考虑了修正系数的影响，使得岩体体积结构面数更准确。
在本实施例中，可选的，在确定隧道围岩分级之后，还可以具体包括：
确定目标影响因素对所述隧道围岩分级的影响程度，其中，所述目标影响因素包括地下水出水状态、初始地应力状态以及结构面产状状态中的至少一种；
根据所述影响程度对所述隧道围岩分级进行修正，得到修正后的隧道围岩分级。
其中，目标影响因素可以理解为对隧道围岩分级有影响的因素，具体可以根据不同的行业规范确定。
具体的，在确定隧道围岩分级之后，由于目标影响因素可能会对隧道围岩分级有影响，因此需要确定目标影响因素对隧道围岩分级的影响程度，例如，地下水出水状态对隧道围岩分级的影响程度是大还是小，从而根据该影响程度对隧道围岩分级进行修正，得到修正后的隧道围岩分级，具体的修正过程可以参考《工程岩体分级标准》。
本实施例中，根据目标影响因素对隧道围岩分级的影响程度，对隧道围岩分级进行修正，有利于提高隧道围岩分级的精度和准确性，进而提高隧道勘察设计效率和质量。
在本实施例中，可选的，根据钻孔内的图像数据得出的岩体结构面产状数据，还可以用于分析隧道进出口岩质边坡稳定性以及隧道涌水量。
本实施例中，通过上述方法能够提供可靠的基础分析数据，实现数据的多重利用。
图3是本公开实施例提供的一种隧道围岩分级装置的结构示意图；该装置配置于电子设备中，可实现本申请任意实施例所述的隧道围岩分级方法。该装置具体包括如下：
初始分级确定模块310，用于根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，其中，所述结构面发育带根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像确定；
相交确定模块320，用于确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交；
第一分级确定模块330，用于若是，则将与所述隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
第二分级确定模块340，用于若否，则确定各结构面发育带的类型，根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
在本实施例中，可选的，所述结构面发育带的类型包括断层和普通结构面发育带；
相应的，第二分级确定模块340，具体用于：若否，则确定各结构面发育带的类型；若所述类型为断层，则根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；若所述类型为普通结构面发育带，则根据对应的目标结构面产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级。
在本实施例中，可选的，上述装置还包括：完整性指数确定模块，具体用于确定不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数；
完整性指数确定模块包括：
第一确定单元，用于确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度；
第二确定单元，用于根据所述岩体完整程度确定对应的修正系数；
第三确定单元，用于确定每个结构面发育带分别对应的结构面发育带中的结构面条数和结构面发育带的岩体体积；
第四确定单元，用于根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数；
第五确定单元，用于根据所述岩体体积结构面数，确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数。
在本实施例中，可选的，第四确定单元，具体用于：
将所述结构面条数除以所述岩体体积，得到对应的结构面发育带的初始岩体体积结构面数；
将所述初始岩体体积结构面数与所述修正系数相乘，得到对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
在本实施例中，可选的，所述目标结构面产状通过以下方式确定：
获取钻孔内的图像数据；
针对所述图像数据，根据节理玫瑰花图确定所述钻孔内的所有岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数；
根据所述岩体结构面倾向、所述倾角以及所述倾角频数，确定与所述普通结构面发育带对应的目标结构面产状。
在本实施例中，可选的，上述装置还包括：
岩性获取模块，用于针对除了钻孔与所述隧道洞身相交部分、断层延伸后与所述隧道洞身相交部分以及普通结构面发育带延伸后与所述隧道洞身相交部分之外的其他隧道洞身部分，获取所述其他隧道洞身的岩性；
其他分级确定模块，用于根据所述岩性确定所述其他隧道洞身部分的隧道围岩分级。
在本实施例中，可选的，上述装置还包括：
影响程度确定模块，用于在确定隧道围岩分级之后，确定目标影响因素对所述隧道围岩分级的影响程度，其中，所述目标影响因素包括地下水出水状态、初始地应力状态以及结构面产状状态中的至少一种；
修正模块，用于根据所述影响程度对所述隧道围岩分级进行修正，得到修正后的隧道围岩分级。
通过本公开实施例提供的隧道围岩分级装置，首先根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，接着确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交，然后若相交，则将与隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级，最后若不相交，则确定各结构面发育带的类型，根据类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与隧道洞身相交部分的隧道围岩分级，能够对隧道围岩进行分级，扩大了隧道围岩分级的范围以及提高了工作效率。
本公开实施例所提供的隧道围岩分级装置可执行本公开任意实施例所提供的隧道围岩分级方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图4是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图4所示，该电子设备包括处理器410和存储装置420；电子设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；电子设备中的处理器410和存储装置420可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储装置420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本公开实施例中的隧道围岩分级方法对应的程序指令/模块。处理器410通过运行存储在存储装置420中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现本公开实施例所提供的隧道围岩分级方法。
存储装置420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；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置420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，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本实施例提供的一种电子设备可用于执行上述任意实施例提供的隧道围岩分级方法，具备相应的功能和有益效果。
本公开实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于实现本公开实施例所提供的隧道围岩分级方法。
当然，本公开实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本公开任意实施例所提供的隧道围岩分级方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本公开可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述隧道围岩分级装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本公开的保护范围。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种隧道围岩分级方法，其特征在于，所述方法包括：
根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，其中，所述结构面发育带根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像确定；
确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交；
若是，则将与所述隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
若否，则确定各结构面发育带的类型，根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
所述结构面发育带的类型包括断层和普通结构面发育带；
相应的，所述根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，包括：
若所述类型为断层，则根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交；
若所述类型为普通结构面发育带，则根据普通结构面发育带对应的目标结构面产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数通过以下方式确定：
确定每个结构面发育带对应的岩体完整程度；
根据所述岩体完整程度确定对应的修正系数；
确定每个结构面发育带分别对应的结构面发育带中的结构面条数和结构面发育带的岩体体积；
根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数；
根据所述岩体体积结构面数，确定对应的结构面发育带的岩体完整性指数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构面条数、所述岩体体积以及所述修正系数，确定对应的结构面发育带的岩体体积结构面数，包括：
将所述结构面条数除以所述岩体体积，得到对应的结构面发育带的初始岩体体积结构面数；
将所述初始岩体体积结构面数与所述修正系数相乘，得到对应的结构面发育带的岩体体积结构面数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标结构面产状通过以下方式确定：
获取钻孔内的图像数据；
针对所述图像数据，根据节理玫瑰花图确定所述钻孔内的所有岩体结构面倾向、倾角以及倾角频数；
根据所述岩体结构面倾向、所述倾角以及所述倾角频数，确定与所述普通结构面发育带对应的目标结构面产状。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
针对除了钻孔与所述隧道洞身相交部分、断层延伸后与所述隧道洞身相交部分以及普通结构面发育带延伸后与所述隧道洞身相交部分之外的其他隧道洞身部分，获取所述其他隧道洞身的岩性；
根据所述岩性确定所述其他隧道洞身部分的隧道围岩分级。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在确定隧道围岩分级之后，还包括：
确定目标影响因素对所述隧道围岩分级的影响程度，其中，所述目标影响因素包括地下水出水状态、初始地应力状态以及结构面产状状态中的至少一种；
根据所述影响程度对所述隧道围岩分级进行修正，得到修正后的隧道围岩分级。
7.一种隧道围岩分级装置，其特征在于，所述装置包括：
初始分级确定模块，用于根据不同结构面发育带分别对应的岩体完整性指数和岩石饱和单轴抗压强度，确定对应的结构面发育带的隧道围岩初始分级，其中，所述结构面发育带根据对隧道进行竖直钻孔后得到的岩芯图像确定；
相交确定模块，用于确定各结构面发育带是否与隧道洞身相交；
第一分级确定模块，用于若是，则将与所述隧道洞身相交的结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定为钻孔与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
第二分级确定模块，用于若否，则确定各结构面发育带的类型，根据所述类型采取对应的方式将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交，并根据与结构面发育带对应的隧道围岩初始分级确定延伸后与所述隧道洞身相交部分的隧道围岩分级；
所述结构面发育带的类型包括断层和普通结构面发育带；
相应的，所述第二分级确定模块，具体用于若所述类型为断层，则根据野外调查结果或者地质资料中的断层产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交；若所述类型为普通结构面发育带，则根据普通结构面发育带对应的目标结构面产状将结构面发育带延伸至与所述隧道洞身相交。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
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