CN114459656B - 一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置 - Google Patents
一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114459656B CN114459656B CN202210376484.4A CN202210376484A CN114459656B CN 114459656 B CN114459656 B CN 114459656B CN 202210376484 A CN202210376484 A CN 202210376484A CN 114459656 B CN114459656 B CN 114459656B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- disturbance
- stress
- underground cavern
- disturbance stress
- cavern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 247
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 221
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 170
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 51
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 29
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 5
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/288—Event detection in seismic signals, e.g. microseismics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/30—Analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
- G16C10/00—Computational theoretical chemistry, i.e. ICT specially adapted for theoretical aspects of quantum chemistry, molecular mechanics, molecular dynamics or the like
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
- G16C60/00—Computational materials science, i.e. ICT specially adapted for investigating the physical or chemical properties of materials or phenomena associated with their design, synthesis, processing, characterisation or utilisation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/21—Design, administration or maintenance of databases
- G06F16/215—Improving data quality; Data cleansing, e.g. de-duplication, removing invalid entries or correcting typographical errors
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本申请提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置，用于通过在三分微震传感器以及扰动应力计的实测值的基础上，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，在分析过程中基于实测值从点到体对整体的预测值进行纠正，达到围岩立体扰动应力演化过程的高精度识别效果。
Description
技术领域
本申请涉及地质领域，具体涉及一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置。
背景技术
工程开挖、爆破等扰动产生的围岩损伤及灾变过程，首先反映在应力变化上，测试识别立体空间内扰动应力是评价岩体结构短期性能和长期性能的重要手段。
通过对应力演化信息的测试获取，可以分析测试区稳定性，并可基于围岩应力扰动程度评价指标预测岩爆、深层破裂等工程灾害，从而提前进行工程灾害的防控，保障施工安全。
目前，传统扰动应力的测试与高精度识别局限于岩体局部单点，即通过钻孔在测试点布置扰动应力计，采用注浆液使扰动应力计与钻孔孔壁岩体耦合，通过扰动应力计、采集系统及数据解译技术精确获取测试点的扰动应力。
然而在现有的相关技术的研究过程中，发明人发现，虽然使用多个扰动应力计时可获取多个单点位置处的扰动应力，但开挖引起的地下洞室岩体三维立体空间内扰动应力变化的大小和分布十分复杂，局部多个单点的扰动应力测试数据有限，难以基于这些有限点的数据准确获取地下洞室岩体三维空间上的扰动应力演化过程，进而影响地下洞室岩体立体失稳工程现象的精准评价和预测。
发明内容
本申请提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置，用于通过在三分微震传感器以及扰动应力计的实测值的基础上，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，在分析过程中基于实测值从点到体对整体的预测值进行纠正，达到围岩立体扰动应力演化过程的高精度识别效果。
第一方面，本申请提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法，方法包括：
在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
基于岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
结合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
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，三分微震传感器包括第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器，扰动应力计包括第一扰动应力计、第二扰动应力计以及第三扰动应力计，钻孔中沿着目标地下洞室到临近已开挖洞室的方向，依次布设第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器；
在设置过程中，通过推杆依次将第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器推送至对应位置后回收推杆。
结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第二种可能的实现方式中，岩体破裂源位置的定位过程包括：
分别测量第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器的空间坐标；
获取第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息；
在传播定位机制下，基于第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息的交叠位置，确定岩体破裂源位置。
结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第三种可能的实现方式中，第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器，与目标地下洞室围岩表面的距离分别为0.5 m、1 m、3 m、7 m、以及8m。
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，方法还包括：
三分微震传感器以及扰动应力计在设置于钻孔中的对应位置后，对钻孔进行满孔注浆，完成布设。
结合本申请第一方面，在本申请第一方面第五种可能的实现方式中，在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，在建立的地下洞室数值计算网格的基础上，进行下述分析，其中，临近目标地下洞室围岩表面及钻孔处进行网格加密：
进行地下洞室开挖模拟，计算目标地下洞室在开挖过程中的扰动应力演化过程初步模拟结果；
以钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息为基础数据，反分析扰动应力演化过程初步模拟结果中涉及的材料参数和地应力取值，并将吻合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者的目标扰动应力演化过程模拟结果输出，作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
结合本申请第一方面第五种可能的实现方式，在本申请第一方面第六种可能的实现方式中，在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，以模拟值分别与每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息偏差设置目标函数，运用反向传播神经网络机制建立待反分析参数与目标函数的关系，并通过梯度下降算法进行优化，最终使得更新的模拟值与钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者相吻合。
第二方面，本申请提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置，装置包括：
第一采集单元401，用于在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
第二采集单元402，用于在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
计算单元403，用于基于岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
第三采集单元404，用于在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
反分析单元405，用于结合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式中，三分微震传感器包括第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器，扰动应力计包括第一扰动应力计、第二扰动应力计以及第三扰动应力计，钻孔中沿着目标地下洞室到临近已开挖洞室的方向，依次布设第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器；
在设置过程中，通过推杆依次将第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器推送至对应位置后回收推杆。
结合本申请第二方面第一种可能的实现方式，在本申请第二方面第二种可能的实现方式中，岩体破裂源位置的定位过程包括：
分别测量第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器的空间坐标；
获取第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息；
在传播定位机制下，基于第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息的交叠位置，确定岩体破裂源位置。
结合本申请第二方面第一种可能的实现方式，在本申请第二方面第三种可能的实现方式中，第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器，与目标地下洞室围岩表面的距离分别为0.5 m、1 m、3 m、7 m、以及8m。
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，装置还包括注浆单元406，用于：
三分微震传感器以及扰动应力计在设置于钻孔中的对应位置后，对钻孔进行满孔注浆，完成布设。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第五种可能的实现方式中，反分析单元405在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，在建立的地下洞室数值计算网格的基础上，进行下述分析，其中，临近目标地下洞室围岩表面及钻孔处进行网格加密：
进行地下洞室开挖模拟，计算目标地下洞室在开挖过程中的扰动应力演化过程初步模拟结果；
以钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息为基础数据，反分析扰动应力演化过程初步模拟结果中涉及的材料参数和地应力取值，并将吻合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者的目标扰动应力演化过程模拟结果输出，作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
结合本申请第二方面第五种可能的实现方式，在本申请第二方面第六种可能的实现方式中，在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，以模拟值分别与每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息偏差设置目标函数，运用反向传播神经网络机制建立待反分析参数与目标函数的关系，并通过梯度下降算法进行优化，最终使得更新的模拟值与钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者相吻合。
第三方面，本申请提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备，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：
针对于目标地下洞室围岩扰动力演化过程的分析，本申请一方面在开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征，另一方面在开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息，并计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息，又一方面在开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，接着根据这三个方面的实测值，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，在分析过程中基于实测值从点到体对整体的预测值进行纠正，达到围岩立体扰动应力演化过程的高精度识别效果，为目标地下洞室岩体立体失稳工程现象的精准评价和预测提供精确有效的数据支持。
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扰动应力演化过程立体识别方法的一种流程示意图；
图2为本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法的一种场景示意图；
图3为本申请定位岩体破裂源位置的一种场景示意图；
图4为本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置的一种结构示意图；
图5为本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别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扰动应力演化过程立体识别方法之前，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扰动应力演化过程立体识别方法、装置以及计算机可读存储介质，可应用于地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备，用于通过在三分微震传感器以及扰动应力计的实测值的基础上，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，在分析过程中基于实测值从点到体对整体的预测值进行纠正，达到围岩立体扰动应力演化过程的高精度识别效果。
本申请提及的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法，其执行主体可以为地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置，或者集成了该地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置的服务器、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扰动应力演化过程立体识别设备。其中，地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别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，地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别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扰动应力演化过程立体识别方法。
首先，参阅图1，图1示出了本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法的一种流程示意图，本申请提供的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法，具体可包括如下步骤S101至步骤S105：
步骤S101，在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
可以理解的是，目标地下洞室可以为任意的地下洞室，当具有对其进行围岩扰动力演化过程的分析需求时，则可通过本申请所提供的围岩扰动力演化过程的分析机制，分析其三维空间上的围岩扰动力演化过程，达到立体识别效果。
对于目标地下洞室围岩扰动力演化过程的分析，本申请是从三个方面获取了相对应的实测值作为分析用的输入数据的。
其中，对于这三个方面的实测值，其采集时间与目标地下洞室的开挖工作相关，可分为开挖前以及开挖过程。
目标地下洞室在开挖前，则可根据本申请的需求，在目标地下洞室与临近已开挖洞室之间开挖一钻孔，该钻孔，容易理解，就是在目标地下洞室与临近已开挖洞室之间开挖出一贯通空间。
在钻孔中，可以理解，其可暴露岩体结构特征，该岩体结构特征，具体可以直接为孔壁的岩体结构特征，当然，具体也可以为孔壁背后围岩的岩体结构特征，具体可随实际情况调整。
对于岩体结构特征的采集，具体可以交由钻孔摄像头执行，该钻孔摄像头，可以在钻孔的开挖过程中随开挖设备上一起深入钻孔已开挖空间，观测、采集岩体结构特征，或者，也可以在钻孔开挖完成后，深入钻孔进行岩体结构特征的观测、采集。
步骤S102，在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
可以发现的是，仅有岩体结构特征需要在目标地下洞室开挖之前进行实测值的采集工作，而后续两个方面的实测值，则是在目标地下洞室的开挖过程中采集的。
在第二方面实测数据采集过程中，具体可以交由钻孔中布设的三分微震传感器来执行初始数据的采集，该三分微震传感器可以理解为高精度的震动传感器，可感应较弱的震动，并形成对应的震动波信息。
对应于目标地下洞室的开挖，在开挖过程中感应到的震动波信息，可以认为是随着目标地下洞室的开挖，在钻孔周边存在的岩体破裂震动波信息。
步骤S103，基于岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
上述得到的岩体破裂震动波信息，并不是本申请第二方面想要获取到的最终数据，此处还可继续对其加工，根据信息中的具体震动波特性，推算出对应的岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息。
其中，视应力可以理解为地震效率η与平均应力的乘积，是度量震源处应力释放的一种物理量。
可以理解的是，在数据采集过程中，采集到的数据可以为时序数据，也就是说，是随着目标地下洞室的开挖所采集到的不同时间点的数据，从而推算得到的不同时间点的震源视应力可加工得到一系列反映出随时间变化而变化的震源视应力，也就是震源视应力演化信息。
步骤S104，在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
在第三方面，同样是在目标地下洞室的开挖过程中，还可通过钻孔内布设的扰动应力计，来完成对应的扰动应力演化信息的采集。
与上述类似的，在数据采集过程中，扰动应力计采集到的数据可以为时序数据，也就是说，是随着目标地下洞室的开挖所采集到的不同时间点的数据，从而推算得到的不同时间点的扰动应力可加工得到一系列反映出随时间变化而变化的扰动应力，也就是扰动应力演化信息。
其中，该扰动应力计，即为可以感应扰动应力的传感器，并形成对应的扰动应力感应数据。
步骤S105，结合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
对于本申请所涉及的反分析处理，可以理解为在地下洞室围岩扰动应力演化过程的预测值（模拟量）的基础上，通过上述采集到的相关实测值，在时间对应上的条件下（同时空条件），对预测值在计算过程中涉及的与实测值对应的预测值参数进行纠正，如此直到不断纠正、更新的预测值与实测值相吻合后，则可认为此时的预测值，即此时状态的目标地下洞室的围岩扰动应力分析结果，为精确的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
在反分析过程中，可以发现的是，其是在获得了整体的预测值的基础上，带入个别的实测值，进行从点到体的纠正、更新，如此实现整体的围岩扰动应力的精确分析效果。
整体来说，对于上述内容，针对于目标地下洞室围岩扰动力演化过程的分析，本申请一方面在开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征，另一方面在开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息，并计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息，又一方面在开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，接着根据这三个方面的实测值，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，在分析过程中基于实测值从点到体对整体的预测值进行纠正，达到围岩立体扰动应力演化过程的高精度识别效果，为目标地下洞室岩体立体失稳工程现象的精准评价和预测提供精确有效的数据支持。
继续对上述图1所示实施例的各个步骤及其在实际应用中可能的实现方式进行详细阐述。
参阅图2示出的本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法的一种场景示意图，在图2中可以看到上述提及的目标地下洞室-1、目标地下洞室围岩表面-2、已开挖临近洞室-3、钻孔-4的内容，此外，还可以看出，对于钻孔中布设的三分微震传感器以及扰动应力计，两者在实际应用中的数量不仅可以为一个，还可具有数量上的差异。
在图2所示示例性内容的基础上，作为一种适于实用的实现方式，在本申请的实际应用中，三分微震传感器具体可以包括第一三分微震传感器-501以及第二三分微震传感器-502，扰动应力计包括第一扰动应力计-601、第二扰动应力计-602以及第三扰动应力计-603，钻孔中沿着目标地下洞室到临近已开挖洞室的方向，依次布设第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器；
在设置过程中，通过推杆依次将第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器推送至对应位置后回收推杆。
可以理解，通过多数量的三分微震传感器以及扰动应力计，可以在同一时间下采集到多个位置的数据，由此提供更为丰富的原始数据，进一步提升后面数据处理的处理精度。
此外，还可以看出，扰动应力计在布设处理中，具体布设于第一三分微震传感器与第二三分微震传感器之间，在该设置下，通过拉开三分微震传感器之间的距离，从而后续数据处理可以得到更为精确的岩体破裂源位置，此外，在最终的反分析处理过程中，相比于较小间距的多三分微震传感器布设方案，还可与三分微震传感器之间的扰动应力计采集到的扰动应力演化信息实现更为精密的数据配合，从而可进一步促进反分析的分析精度，取得更高精度的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
此外，对于此处提及的岩体破裂源位置的确定处理，作为又一种适于实用的实现方式，其定位过程可以包括如下内容：
分别测量第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器的空间坐标；
获取第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息；
在传播定位机制下，基于第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息的交叠位置，确定岩体破裂源位置。
进一步的，还可参阅图3示出的本申请定位岩体破裂源位置的一种场景示意图，在具体的处理过程中，可提取第一三分量微震传感器和第二三分量微震传感器感知的每个岩体破裂震动波信息，再利用第一三分量微震传感器和第二三分量微震传感器的空间坐标、感知的震动波信息精确定位钻孔周边每个岩体破裂位置。其中，采用第一三分量微震传感器和第二三分量微震传感器传播方向构建目标函数，对目标函数进行求解，求得的交叠位置就是对应的岩体破裂源位置。
作为一个实例，在实际应用中，在第一三分量微震传感器的坐标（-0.4330，0.0000，0.2500）、第二三分量微震传感器的坐标（-6.9282，0.0000，4.0000）的基础上，利用上述两个三分量微震传感器传播方向定位原理，求解的岩体破裂位置为（-1.2600，2.3000，0.7600）。
可以理解，相比于通过单个三分量微震传感器采集的震动波信息来确定岩体破裂源位置，通过多个三分量微震传感器采集的震动波信息确定的岩体破裂源位置，以最终的交叠位置来作为识别出的岩体破裂源位置，在实际应用中具有更高的识别范围以及识别精度。
作为又一种适于实用的实现方式，在实际应用中，各三分微震传感器、扰动应力计的具体布设位置还存在特别的布设方案。
即，第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器，与目标地下洞室围岩表面的距离具体可以分别为0.5 m、1 m、3 m、7 m、以及8m，经实际操作发现，在该距离设置下，具有更高的数据采集精度，可以完成更高精度的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果的处理。
在具体的布设过程中，在钻孔内布设第一三分量微震传感器，通过推杆将第一三分量微震传感器推送至指定位置后回收推杆，第一三分量微震传感器位置距离钻孔孔底0.5m；
在钻孔内依次布设第一扰动应力计、第二扰动应力计和第三扰动应力计，通过推杆依次将第一扰动应力计、第二扰动应力计和第三扰动应力计推送至指定位置后回收推杆，第一扰动应力计、第二扰动应力计和第三扰动应力计位置分别距离钻孔孔底1m、3m和7m；
在钻孔内布设第二三分量微震传感器，通过推杆将第二三分量微震传感器推送至指定位置后回收推杆，第二三分量微震传感器位置距离钻孔孔底8m；
作为又一个实例，根据右手法则建立空间坐标系，记录第一三分量微震传感器、第二三分量微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计和第三扰动应力计的空间坐标，第一三分量微震传感器、第二三分量微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计和第三扰动应力计的空间坐标，依次分别为（-0.4330，0.0000，0.2500）、（-6.9282，0.0000，4.0000）、（-0.8660，0.0000，0.5000）、（-2.5981，0.0000，1.5000）和（-6.0622，0.0000，3.5000）。
此外，应该注意的是，在三分微震传感器以及扰动应力计的布设过程中，除了将其设置于对应位置，在实际操作中，还可涉及到注浆处理，通过注浆液使得微震传感器、扰动应力计，与钻孔孔壁岩体耦合，保障取得高精度的数据采集效果。
而关于该注浆处理，作为又一种适于实用的实现方式，具体的也可由本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法触发执行，即，在监测三分微震传感器以及扰动应力计的位置，并且三分微震传感器以及扰动应力计在设置于钻孔中的对应位置后，对钻孔进行满孔注浆，完成布设。
而对于后续涉及的反分析处理，作为又一种适于实用的实现方式，在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，在建立的地下洞室数值计算网格的基础上，进行下述分析，其中，临近目标地下洞室围岩表面及钻孔处进行网格加密：
进行地下洞室开挖模拟，计算目标地下洞室在开挖过程中的扰动应力演化过程初步模拟结果；
以钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息为基础数据，反分析扰动应力演化过程初步模拟结果中涉及的材料参数（例如弹性模量、内聚力、内摩擦角及边界面上面力等）和地应力取值，并将吻合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者的目标扰动应力演化过程模拟结果输出，作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
可以理解，上述提及的预测值的处理，即为此处所称的初步模拟结果的处理，其可以理解为考虑上述钻孔摄像探头测试并识别的钻孔岩体结构的基础上，在数据处理层面，初步设置材料参数和地应力场信息，依据开挖方案设置开挖模拟，并提取钻孔及岩体破裂位置断面应力云图信息，随开挖初步获取目标地下洞室的围岩应力变化规律得到初步模拟结果，该模拟处理，是在数值计算网格的基础上进行的，如此实现高分割精度的区域化模拟效果，后续则可基于初步模拟结果，结合实测参数进行具体的反分析处理，即相关材料参数和地应力取值的纠正处理、更新处理，直至取得实测值（钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者）与整体模拟结果中的细节参数相吻合的目标扰动应力演化过程模拟结果。
此时，对于该目标扰动应力演化过程模拟结果，即目标地下洞室、钻孔附近应力云图信息，则可作为最终的目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
进一步的，作为又一种适于实用的实现方式，在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，具体可以以模拟值分别与每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息偏差设置目标函数，运用反向传播（Back propagation，BP）神经网络机制建立待反分析参数与目标函数的关系，并通过梯度下降算法进行优化，最终使得更新的模拟值与钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者相吻合。
以上是本申请提供地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法的介绍，为便于更好的实施本申请提供的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法，本申请还从功能模块角度提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置。
参阅图4，图4为本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置的一种结构示意图，在本申请中，地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置400具体可包括如下结构：
第一采集单元401，用于在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
第二采集单元402，用于在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
计算单元403，用于基于岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
第三采集单元404，用于在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
反分析单元405，用于结合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
在一种示例性的实现方式中，三分微震传感器包括第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器，扰动应力计包括第一扰动应力计、第二扰动应力计以及第三扰动应力计，钻孔中沿着目标地下洞室到临近已开挖洞室的方向，依次布设第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器；
在设置过程中，通过推杆依次将第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器推送至对应位置后回收推杆。
在又一种示例性的实现方式中，岩体破裂源位置的定位过程包括：
分别测量第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器的空间坐标；
获取第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息；
在传播定位机制下，基于第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器采集的震动波信息的交叠位置，确定岩体破裂源位置。
在又一种示例性的实现方式中，第一三分微震传感器、第一扰动应力计、第二扰动应力计、第三扰动应力计以及第二三分微震传感器，与目标地下洞室围岩表面的距离分别为0.5 m、1 m、3 m、7 m、以及8m。
在又一种示例性的实现方式中，装置还包括注浆单元406，用于：
三分微震传感器以及扰动应力计在设置于钻孔中的对应位置后，对钻孔进行满孔注浆，完成布设。
在又一种示例性的实现方式中，反分析单元405在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，在建立的地下洞室数值计算网格的基础上，进行下述分析，其中，临近目标地下洞室围岩表面及钻孔处进行网格加密：
进行地下洞室开挖模拟，计算目标地下洞室在开挖过程中的扰动应力演化过程初步模拟结果；
以钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息为基础数据，反分析扰动应力演化过程初步模拟结果中涉及的材料参数和地应力取值，并将吻合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者的目标扰动应力演化过程模拟结果输出，作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
在又一种示例性的实现方式中，在目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，以模拟值分别与每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息偏差设置目标函数，运用反向传播神经网络机制建立待反分析参数与目标函数的关系，并通过梯度下降算法进行优化，最终使得更新的模拟值与钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者相吻合。
本申请还从硬件结构角度提供了一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备，参阅图5，图5示出了本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备的一种结构示意图，具体的，本申请地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备可包括处理器501、存储器502以及输入输出设备503，处理器501用于执行存储器502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扰动应力演化过程立体识别方法的各步骤；或者，处理器501用于执行存储器502中存储的计算机程序时实现如图4对应实施例中各单元的功能，存储器502用于存储处理器501执行上述图1对应实施例中地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别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502中，并由处理器501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。
地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备可包括，但不仅限于处理器501、存储器502、输入输出设备503。本领域技术人员可以理解，示意仅仅是地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备的示例，并不构成对地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备的限定，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，例如地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备还可以包括网络接入设备、总线等，处理器501、存储器502、输入输出设备503等通过总线相连。
处理器501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扰动应力演化过程立体识别设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分。
存储器502可用于存储计算机程序和/或模块，处理器501通过运行或执行存储在存储器502内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器502内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器502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扰动应力演化过程立体识别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501用于执行存储器502中存储的计算机程序时，具体可实现以下功能：
在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
基于岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
在目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于钻孔中的扰动应力计，采集扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
结合钻孔的岩体结构特征、每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
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扰动应力演化过程立体识别装置、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扰动应力演化过程立体识别方法的说明，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扰动应力演化过程立体识别方法的步骤，具体操作可参考如图1对应实施例中地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法的说明，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扰动应力演化过程立体识别方法的步骤，因此，可以实现本申请如图1对应实施例中地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别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扰动应力演化过程立体识别方法、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 (10)
1.一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法，其特征在于，所述方法包括：
在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集所述目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
在所述目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于所述目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集所述钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
基于所述岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
在所述目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于所述钻孔中的扰动应力计，采集所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
结合所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为所述目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三分微震传感器包括第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器，所述扰动应力计包括第一扰动应力计、第二扰动应力计以及第三扰动应力计，所述钻孔中沿着所述目标地下洞室到所述临近已开挖洞室的方向，依次布设所述第一三分微震传感器、所述第一扰动应力计、所述第二扰动应力计、所述第三扰动应力计以及所述第二三分微震传感器；
在设置过程中，通过推杆依次将所述第一三分微震传感器、所述第一扰动应力计、所述第二扰动应力计、所述第三扰动应力计以及所述第二三分微震传感器推送至对应位置后回收所述推杆。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述岩体破裂源位置的定位过程包括：
分别测量所述第一三分微震传感器以及所述第二三分微震传感器的空间坐标；
获取所述第一三分微震传感器以及所述第二三分微震传感器采集的震动波信息；
在传播定位机制下，基于所述第一三分微震传感器以及所述第二三分微震传感器采集的震动波信息的交叠位置，确定所述岩体破裂源位置。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一三分微震传感器、所述第一扰动应力计、所述第二扰动应力计、所述第三扰动应力计以及所述第二三分微震传感器，与所述目标地下洞室围岩表面的距离分别为0.5 m、1 m、3 m、7 m、以及8m。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述三分微震传感器以及所述扰动应力计在设置于所述钻孔中的对应位置后，对所述钻孔进行满孔注浆，完成布设。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，在建立的地下洞室数值计算网格的基础上，进行下述分析，其中，临近所述目标地下洞室围岩表面及所述钻孔处进行网格加密：
进行地下洞室开挖模拟，计算所述目标地下洞室在开挖过程中的扰动应力演化过程初步模拟结果；
以所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息为基础数据，反分析所述扰动应力演化过程初步模拟结果中涉及的材料参数和地应力取值，并将吻合所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者的目标扰动应力演化过程模拟结果输出，作为所述目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，以模拟值分别与所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息偏差设置目标函数，运用反向传播神经网络机制建立待反分析参数与目标函数的关系，并通过梯度下降算法进行优化，最终使得更新的所述模拟值与所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者相吻合。
8.一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别装置，其特征在于，所述装置包括：
第一采集单元，用于在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集所述目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；
第二采集单元，用于在所述目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于所述目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集所述钻孔周边的岩体破裂震动波信息；
计算单元，用于基于所述岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；
第三采集单元，用于在所述目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于所述钻孔中的扰动应力计，采集所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；
反分析单元，用于结合所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为所述目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。
9.一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别设备，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至7任一项所述的方法。
10.一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至7任一项所述的方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210376484.4A CN114459656B (zh) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | 一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置 |
| US18/051,503 US20230324574A1 (en) | 2022-04-12 | 2022-10-31 | Stereoscopic identification method and apparatus for disturbance stress evolution process of underground cave surrounding rock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210376484.4A CN114459656B (zh) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | 一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114459656A CN114459656A (zh) | 2022-05-10 |
| CN114459656B true CN114459656B (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=81417389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210376484.4A Active CN114459656B (zh) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | 一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230324574A1 (zh) |
| CN (1) | CN114459656B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115639604B (zh) * | 2022-10-26 | 2024-03-01 | 中国矿业大学(北京) | 地下洞室深浅层围岩损伤定量分析方法与系统 |
| CN116299708B (zh) * | 2023-02-02 | 2024-05-07 | 西南交通大学 | 隧道围岩松动圈演化过程可视化方法及相关设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914912A (zh) * | 2010-08-09 | 2010-12-15 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 深部地下工程岩爆孕育演化过程的原位测试方法 |
| CN105527176A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-04-27 | 中国矿业大学 | 用于冲击荷载下深部节理岩体破裂机理的试验装置 |
| CN105758561A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-07-13 | 中国矿业大学 | 基于可视化均布水压致裂地应力测量装置及方法 |
| CN107203003A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-09-26 | 河北煤炭科学研究院 | 一种矿井水害微震监测时空簇分析方法 |
| CN108872394A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-23 | 东北大学 | 一种确定室内岩石加卸载过程中内部视应力场的方法及系统 |
| CN110569606A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 长江水利委员会长江科学院 | 峡谷高应力区硬岩大型地下洞室轴线布置量化设计方法 |
| JP2020148720A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | ニッタ株式会社 | 咬合圧センサ用の保護具 |
| CN113868923A (zh) * | 2021-10-13 | 2021-12-31 | 西南石油大学 | 油气储层压前三维地质评价方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060153005A1 (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | Herwanger Jorg V | Determination of anisotropic physical characteristics in and around reservoirs |
| US8605542B2 (en) * | 2010-05-26 | 2013-12-10 | Schlumberger Technology Corporation | Detection of seismic signals using fiber optic distributed sensors |
| FR3047338A1 (zh) * | 2016-02-03 | 2017-08-04 | Services Petroliers Schlumberger | |
| EP4031911A1 (en) * | 2019-11-11 | 2022-07-27 | Saudi Arabian Oil Company | Geomechanical modeling of stimulated rock volume stress conditions at multiple scales |
| US11961002B2 (en) * | 2020-03-05 | 2024-04-16 | Saudi Arabian Oil Company | Random selection of observation cells for proxy modeling of reactive transport modeling |
| CN111812021B (zh) * | 2020-06-16 | 2024-07-09 | 重庆大学 | 一种采动影响下煤岩三维应变场可视化系统及方法 |
-
2022
- 2022-04-12 CN CN202210376484.4A patent/CN114459656B/zh active Active
- 2022-10-31 US US18/051,503 patent/US20230324574A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914912A (zh) * | 2010-08-09 | 2010-12-15 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 深部地下工程岩爆孕育演化过程的原位测试方法 |
| CN105527176A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-04-27 | 中国矿业大学 | 用于冲击荷载下深部节理岩体破裂机理的试验装置 |
| CN105758561A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-07-13 | 中国矿业大学 | 基于可视化均布水压致裂地应力测量装置及方法 |
| CN107203003A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-09-26 | 河北煤炭科学研究院 | 一种矿井水害微震监测时空簇分析方法 |
| CN108872394A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-23 | 东北大学 | 一种确定室内岩石加卸载过程中内部视应力场的方法及系统 |
| JP2020148720A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | ニッタ株式会社 | 咬合圧センサ用の保護具 |
| CN110569606A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 长江水利委员会长江科学院 | 峡谷高应力区硬岩大型地下洞室轴线布置量化设计方法 |
| CN113868923A (zh) * | 2021-10-13 | 2021-12-31 | 西南石油大学 | 油气储层压前三维地质评价方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Spatial and temporal evolution of a microseismic swarm induced;Maxime Godano 等;《Geophysical Journal International》;20121231;第274-292页 * |
| Studies on the evolution process of rockbursts in deep tunnels;Xiating Feng 等;《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》;20121231;第4卷(第4期);第289-295页 * |
| 大型多功能高压岩石结构面剪切伺服试验;江权 等;《岩土力学》;20200930;第41卷(第9期);第3159-3169页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114459656A (zh) | 2022-05-10 |
| US20230324574A1 (en) | 2023-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114459656B (zh) | 一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置 | |
| Zhou et al. | Improving the efficiency of microseismic source locating using a heuristic algorithm-based virtual field optimization method | |
| Di et al. | 3D seismic flexure analysis for subsurface fault detection and fracture characterization | |
| CA2823710C (en) | Methods and systems regarding models of underground formations | |
| CN103827698A (zh) | 集群三维油藏物性不确定性建模 | |
| CN110346835B (zh) | 大地电磁的正演方法、正演系统、存储介质及电子设备 | |
| CN108138555A (zh) | 预测储层性质的方法、系统及设备 | |
| CN111221048B (zh) | 基于跨孔电阻率ct多尺度反演的孤石边界识别与成像方法 | |
| CA2940244A1 (en) | Methods and systems for using known source events in seismic data processing | |
| WO2016001697A1 (en) | Systems and methods for geologic surface reconstruction using implicit functions | |
| Huang et al. | Source identification of microseismic events in underground mines with interferometric imaging and cross wavelet transform | |
| CN108828669B (zh) | 一种二维相交测线静校正处理方法、装置及系统 | |
| WO2020087767A1 (zh) | 基于台站与三维地震联合采集资料的速度反演方法 | |
| CN110675498B (zh) | 长大带状三维地质环境建模方法、装置及终端设备 | |
| CN111986321A (zh) | 三维地质建模方法、装置、设备及存储介质 | |
| US20160377752A1 (en) | Method of Digitally Identifying Structural Traps | |
| CN109709602B (zh) | 一种远探测声波偏移成像方法、装置及系统 | |
| CN105301638B (zh) | 一种提取风化层底界面的方法和装置 | |
| Espada et al. | Back analysis procedure for identification of anisotropic elastic parameters of overcored rock specimens | |
| CN110766794B (zh) | 断层几何结构获取方法、装置和计算机设备 | |
| CN109001804B (zh) | 一种基于三维地震数据确定有效应力的方法、装置及系统 | |
| CN113849883A (zh) | 一种基于Lidar地形与钻孔滑动面重构的滑坡体积计算方法 | |
| US20200334404A1 (en) | Computer implemented method for manipulating a numerical model of a 3d domain | |
| CN117436171B (zh) | 基于bim的隧道荷载评估方法、装置、终端设备及介质 | |
| NO20181090A1 (en) | Visualizing attributes of multiple fault surfaces in real time |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |