CN116579171B - 砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法及系统，包括：计算第一受力数据；根据第一水流数据进行冲刷腐蚀加速试验；获取第二尺寸数据，并计算基准修正数据；形成第二受力数据，并形成第二水流数据；对所述临空面进行循环冲刷腐蚀加速试验；构建加载荷载谱，并构建冲刷荷载谱；利用加载荷载谱和冲刷荷载谱进行加速试验。本发明通过连续的加速试验获取了沿时间连续的受力数据和水流数据，并以此为基础进行二次加速试验，有效的实现了对白云岩砂化现象的较为准确的模拟，其获取的相应数据可以从一定程度上分析运营状态下砂化白云岩隧道的病害情况，为隧道病害的预防和治理提供定量的依据。
Description
技术领域
本发明涉及智能试验技术，具体涉及砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法及系统。
背景技术
白云岩作为一种沉积碳酸盐岩，普遍存在于云贵川山区，同灰岩一样属于可溶岩，由于其可溶性相对较差，不易形成大型溶洞，因此研究中常被忽视。白云岩正常情况下岩体完整，工程性质良好，“砂化”后表现为含泥质成分，层理不清，围岩貌似完整，用手捏即碎，开挖扰动即成砂、粉混合物，水浸泡呈饱和砂状，拱顶易塌落，围岩易剥落，围岩力学性质差，在地下水渗透压力作用下极易产生渗透变形，发生突水涌砂，施工的安全风险极高。由于隧道的使用周期较长，对于长大隧道来说甚至可能达到百年，所以对于运营隧道的白云岩砂化预判试验需要通过加速试验实现；加速试验是指通过增加测试对象的负荷或环境条件，以更快地模拟其在实际使用中可能遇到的应力和故障，并评估其可靠性、耐久性和安全性等性能指标的过程。同时，隧道运营阶段，围岩中的白云岩依然会继续被冲刷侵蚀，当围岩破碎到一定程度时，水流会侵蚀隧道衬砌，造成隧道病害。所以对于隧道运营阶段的白云岩砂化过程的研究有很重要的意义。
发明内容
为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法及系统。
第一方面，本申请实施例提供了砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，包括：
将目标白云岩样品的一面作为临空面，并获取所述白云岩样品的尺寸数据作为第一尺寸数据；
计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据；
根据所述第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并根据第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
获取试验后所述白云岩样品的尺寸数据作为第二尺寸数据，并计算所述第二尺寸数据和第一尺寸数据的差异作为基准修正数据；
根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据，并根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据；
将所述第二受力数据作为第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并将所述第二水流数据作为第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
重复获取所述第二受力数据和第二水流数据直至达到预设目标，并统计所有获取过的第二受力数据作为荷载数据，统计所有获取过的第二水流数据作为冲刷数据；
根据所述荷载数据构建加载荷载谱，并根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱；
根据所述加载荷载谱对新的白云岩样品进行加载，并通过所述冲刷荷载谱对新的白云岩样品进行冲刷腐蚀加速试验；新的白云岩样品与所述目标白云岩样品的差异小于预设范围。
本申请实施例实施时，发明人发现，不同于普通的可靠性加速试验，由于白云岩属于隧道拱的组成部分，所以白云岩在发生冲刷腐蚀后，其应力状态会发生变化，同时其对应的冲刷腐蚀情况也会发生变化，所以在本申请实施例中需要对这些情况进行更为准确的模拟。基于上述原因，在本申请实施例需要对白云岩样品在目标围岩区域的受力情况进行模拟，其中目标围岩区域是指隧道围岩的不同部位，因为不同的围岩区域受力情况差异很大。在本申请实施例中临空面是用于进行冲刷腐蚀试验的，而尺寸数据主要为白云岩垂直于临空面方向的厚度。
计算第一受力数据可以通过现有的理论公式进行理论解求解，也可以通过数值解等方式进行。计算完成的第一受力数据用于在加速试验中释放给白云岩样品，并通过对临空面的冲刷实现对白云岩砂化的模拟；其中第一水流数据可以根据加速试验相关的加速比进行确定，其属于现有技术，本申请实施例不多做复述。在冲刷了预设时长后，白云岩样品的尺寸数据会发生变化，记录试验后的第二尺寸数据，其中预设时长一般选用30～45天的时间。
本申请实施例中，形成第二受力数据需要在第一受力数据的基础上根据基准修正数据所产生的应力重分布进行计算，示例的，采用进行理论解求解时，需要为求解配置相应的前置条件，即确认求解前围岩已经处在第一受力数据的基础上，其计算较为困难。优选的，采用有限元模型进行数值解求解，其中需要在计算完成第一受力数据的基础上修正模型，并调整节点关系后进行二次计算获取第二受力数据。
本申请实施例中，形成第二水流数据需要先根据基准修正数据计算水流阻力和水头损失的变化，再计算水流流速的变化，最终形成第二水流数据。具体的，采用一维管道流体力学或二维管道流体力学进行流体分析，将临空面镜像后形成水流管道，并以水流管道的进口水压恒定作为初始条件进行计算；通过基准修正数据计算水流管道尺寸变化，并以此计算新的水流阻力和水头损失；基于新的水流阻力和水头损失计算最终的流体流速作为第二水流数据。
本申请实施例中，在获取了第二受力数据和第二水流数据后再次进行冲刷腐蚀加速试验，以期望获取在新的应力条件和新的水流条件下的冲刷腐蚀情况；同样的，还会获取新的第二受力数据和第二水流数据，并再次进行冲刷腐蚀加速试验，以此循环直至达到预设目标；一般预设目标可以采用试验次数，如至少六次试验，也可以采用腐蚀情况，如新的第二尺寸数据达到一定程度。随后需要根据所有的第二受力数据构建荷载谱，具体方式可以采用将所有的第二受力数据沿时间排布，并进行拟合或者插值，形成加载荷载谱；同样的方式可以用来进行冲刷荷载谱的构建。
完成冲刷荷载谱和加载荷载谱的构建后，可以根据冲刷荷载谱和加载荷载谱进行新的冲刷腐蚀加速试验，以更准确的模拟在连续变化的条件下白云岩样品的腐蚀变化，其中新的白云岩样品需要和目标白云岩样品尽量接近，包括纹理走向等，最好采用同一块白云岩上分出的两块样本。本申请实施例通过连续的加速试验获取了沿时间连续的受力数据和水流数据，并以此为基础进行二次加速试验，有效的实现了对白云岩砂化现象的较为准确的模拟，其获取的相应数据可以从一定程度上分析运营状态下砂化白云岩隧道的病害情况，为隧道病害的预防和治理提供定量的依据。
在一种可能的实现方式中，所述目标围岩区域为拱顶、拱肩、拱腰、拱脚或仰拱；
计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据包括：
根据所述目标白云岩样品所处隧道的相关参数建立有限元模型，并进行受力分析；所述有限元模型中对应所述目标白云岩样品的位置设置对应的临空面；
根据受力分析结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第一受力数据。
在一种可能的实现方式中，根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据包括：
根据所述基准修正数据修正所述有限元模型中临空面的位置，并进行应力重分布计算；
根据应力重分布计算结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第二受力数据。
在一种可能的实现方式中，根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据包括：
从所述第一水流数据中获取冲刷流速数据作为第一流速数据；
根据所述基准修正数据计算冲刷水流截面面积变化，并根据截面面积变化计算水流阻力变化和水头损失变化；
根据所述水流阻力变化和所述水头损失变化修正所述第一流速数据形成第二流速数据；
将所述第二流速数据作为所述第二水流数据。
在一种可能的实现方式中，根据所述荷载数据构建加载荷载谱包括：
根据所述预设时长建立时间轴，时间轴上的节点为所述预设时长的起点或终点；
将所述第二受力数据赋值于对应时刻的所述节点形成初始加载荷载谱；
对所述初始加载荷载谱中的赋值进行平滑处理，形成所述加载荷载谱。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱包括：
将所述第二水流数据赋值于对应时刻的所述节点形成初始冲刷荷载谱；
对所述初始冲刷荷载谱中的赋值进行平滑处理，形成所述冲刷荷载谱。
第二方面，本申请实施例提供了砂化白云岩后期砂化预判加速试验系统，包括：
第一测量单元，被配置为将目标白云岩样品的一面作为临空面，并获取所述白云岩样品的尺寸数据作为第一尺寸数据；
计算单元，被配置为计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据；
第一试验单元，被配置为根据所述第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并根据第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
第二测量单元，被配置为获取试验后所述白云岩样品的尺寸数据作为第二尺寸数据，并计算所述第二尺寸数据和第一尺寸数据的差异作为基准修正数据；
修正单元，被配置为根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据，并根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据；
第二试验单元，被配置为将所述第二受力数据作为第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并将所述第二水流数据作为第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
统计单元，被配置为重复获取所述第二受力数据和第二水流数据直至达到预设目标，并统计所有获取过的第二受力数据作为荷载数据，统计所有获取过的第二水流数据作为冲刷数据；
构建单元，被配置为根据所述荷载数据构建加载荷载谱，并根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱；
第三试验单元，根据所述加载荷载谱对新的白云岩样品进行加载，并通过所述冲刷荷载谱对新的白云岩样品进行冲刷腐蚀加速试验；新的白云岩样品与所述目标白云岩样品的差异小于预设范围。
在一种可能的实现方式中，所述目标围岩区域为拱顶、拱肩、拱腰、拱脚或仰拱；
所述计算单元还被配置为：
根据所述目标白云岩样品所处隧道的相关参数建立有限元模型，并进行受力分析；所述有限元模型中对应所述目标白云岩样品的位置设置对应的临空面；
根据受力分析结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第一受力数据。
在一种可能的实现方式中，所述修正单元还被配置为：
根据所述基准修正数据修正所述有限元模型中临空面的位置，并进行应力重分布计算；
根据应力重分布计算结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第二受力数据。
在一种可能的实现方式中，所述修正单元还被配置为：
从所述第一水流数据中获取冲刷流速数据作为第一流速数据；
根据所述基准修正数据计算冲刷水流截面面积变化，并根据截面面积变化计算水流阻力变化和水头损失变化；
根据所述水流阻力变化和所述水头损失变化修正所述第一流速数据形成第二流速数据；
将所述第二流速数据作为所述第二水流数据。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法及系统，通过连续的加速试验获取了沿时间连续的受力数据和水流数据，并以此为基础进行二次加速试验，有效的实现了对白云岩砂化现象的较为准确的模拟，其获取的相应数据可以从一定程度上分析运营状态下砂化白云岩隧道的病害情况，为隧道病害的预防和治理提供定量的依据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本申请实施例方法步骤示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在上述基础上，请结合参阅图1，为本发明实施例所提供的砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法的流程示意图，进一步地，所述砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法具体可以包括以下步骤S1-步骤S9所描述的内容。
S1：将目标白云岩样品的一面作为临空面，并获取所述白云岩样品的尺寸数据作为第一尺寸数据；
S2：计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据；
S3：根据所述第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并根据第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
S4：获取试验后所述白云岩样品的尺寸数据作为第二尺寸数据，并计算所述第二尺寸数据和第一尺寸数据的差异作为基准修正数据；
S5：根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据，并根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据；
S6：将所述第二受力数据作为第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并将所述第二水流数据作为第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
S7：重复获取所述第二受力数据和第二水流数据直至达到预设目标，并统计所有获取过的第二受力数据作为荷载数据，统计所有获取过的第二水流数据作为冲刷数据；
S8：根据所述荷载数据构建加载荷载谱，并根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱；
S9：根据所述加载荷载谱对新的白云岩样品进行加载，并通过所述冲刷荷载谱对新的白云岩样品进行冲刷腐蚀加速试验；新的白云岩样品与所述目标白云岩样品的差异小于预设范围。
本申请实施例实施时，发明人发现，不同于普通的可靠性加速试验，由于白云岩属于隧道拱的组成部分，所以白云岩在发生冲刷腐蚀后，其应力状态会发生变化，同时其对应的冲刷腐蚀情况也会发生变化，所以在本申请实施例中需要对这些情况进行更为准确的模拟。基于上述原因，在本申请实施例需要对白云岩样品在目标围岩区域的受力情况进行模拟，其中目标围岩区域是指隧道围岩的不同部位，因为不同的围岩区域受力情况差异很大。在本申请实施例中临空面是用于进行冲刷腐蚀试验的，而尺寸数据主要为白云岩垂直于临空面方向的厚度。
计算第一受力数据可以通过现有的理论公式进行理论解求解，也可以通过数值解等方式进行。计算完成的第一受力数据用于在加速试验中释放给白云岩样品，并通过对临空面的冲刷实现对白云岩砂化的模拟；其中第一水流数据可以根据加速试验相关的加速比进行确定，其属于现有技术，本申请实施例不多做复述。在冲刷了预设时长后，白云岩样品的尺寸数据会发生变化，记录试验后的第二尺寸数据，其中预设时长一般选用30～45天的时间。
本申请实施例中，形成第二受力数据需要在第一受力数据的基础上根据基准修正数据所产生的应力重分布进行计算，示例的，采用进行理论解求解时，需要为求解配置相应的前置条件，即确认求解前围岩已经处在第一受力数据的基础上，其计算较为困难。优选的，采用有限元模型进行数值解求解，其中需要在计算完成第一受力数据的基础上修正模型，并调整节点关系后进行二次计算获取第二受力数据。
本申请实施例中，形成第二水流数据需要先根据基准修正数据计算水流阻力和水头损失的变化，再计算水流流速的变化，最终形成第二水流数据。具体的，采用一维管道流体力学或二维管道流体力学进行流体分析，将临空面镜像后形成水流管道，并以水流管道的进口水压恒定作为初始条件进行计算；通过基准修正数据计算水流管道尺寸变化，并以此计算新的水流阻力和水头损失；基于新的水流阻力和水头损失计算最终的流体流速作为第二水流数据。
本申请实施例中，在获取了第二受力数据和第二水流数据后再次进行冲刷腐蚀加速试验，以期望获取在新的应力条件和新的水流条件下的冲刷腐蚀情况；同样的，还会获取新的第二受力数据和第二水流数据，并再次进行冲刷腐蚀加速试验，以此循环直至达到预设目标；一般预设目标可以采用试验次数，如至少六次试验，也可以采用腐蚀情况，如新的第二尺寸数据达到一定程度。随后需要根据所有的第二受力数据构建荷载谱，具体方式可以采用将所有的第二受力数据沿时间排布，并进行拟合或者插值，形成加载荷载谱；同样的方式可以用来进行冲刷荷载谱的构建。
完成冲刷荷载谱和加载荷载谱的构建后，可以根据冲刷荷载谱和加载荷载谱进行新的冲刷腐蚀加速试验，以更准确的模拟在连续变化的条件下白云岩样品的腐蚀变化，其中新的白云岩样品需要和目标白云岩样品尽量接近，包括纹理走向等，最好采用同一块白云岩上分出的两块样本。本申请实施例通过连续的加速试验获取了沿时间连续的受力数据和水流数据，并以此为基础进行二次加速试验，有效的实现了对白云岩砂化现象的较为准确的模拟，其获取的相应数据可以从一定程度上分析运营状态下砂化白云岩隧道的病害情况，为隧道病害的预防和治理提供定量的依据。
在一种可能的实现方式中，所述目标围岩区域为拱顶、拱肩、拱腰、拱脚或仰拱；
计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据包括：
根据所述目标白云岩样品所处隧道的相关参数建立有限元模型，并进行受力分析；所述有限元模型中对应所述目标白云岩样品的位置设置对应的临空面；
根据受力分析结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第一受力数据。
本申请实施例实施时，需要通过有限元模型计算在目标围岩区域的第一受力数据，一般需要对不同目标围岩区域的样本进行试验，来预测整个隧道运营期间的病害情况。其中对于有限元模型来说，可以通过通过填充较为软弱的单元在临空面处进行白云岩样本的第一受力数据的模拟计算。
在一种可能的实现方式中，根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据包括：
根据所述基准修正数据修正所述有限元模型中临空面的位置，并进行应力重分布计算；
根据应力重分布计算结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第二受力数据。
本申请实施例实施时，第二受力数据的计算需要在第一受力数据的基础上修改有限元模型进行应力重分布计算，具体的可以采用降低处于基准修正数据范围内单元的物理参数实现模拟。
在一种可能的实现方式中，根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据包括：
从所述第一水流数据中获取冲刷流速数据作为第一流速数据；
根据所述基准修正数据计算冲刷水流截面面积变化，并根据截面面积变化计算水流阻力变化和水头损失变化；
根据所述水流阻力变化和所述水头损失变化修正所述第一流速数据形成第二流速数据；
将所述第二流速数据作为所述第二水流数据。
本申请实施例实施时，对于第一水流数据的修正主要是对流速的修正，在白云岩砂化的过程中，随着围岩被侵蚀的扩展，其对应的水流情况和应力情况都会发生变化，如果再利用之前的水流和应力数据进行测试是无法准确模拟白云岩在砂化中加速破碎的过程的，所以本申请实施例采用对应力和流速进行修正，保证了试验的准确性。
.在一种可能的实现方式中，根据所述荷载数据构建加载荷载谱包括：
根据所述预设时长建立时间轴，时间轴上的节点为所述预设时长的起点或终点；
将所述第二受力数据赋值于对应时刻的所述节点形成初始加载荷载谱；
对所述初始加载荷载谱中的赋值进行平滑处理，形成所述加载荷载谱。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱包括：
将所述第二水流数据赋值于对应时刻的所述节点形成初始冲刷荷载谱；
对所述初始冲刷荷载谱中的赋值进行平滑处理，形成所述冲刷荷载谱。
本申请实施例实施时，对于荷载谱的生成，可以根据在时间轴上的节点对应的数据进行插值或者拟合实现平滑过程，在使用加载荷载谱和冲刷荷载谱时，可以通过加载荷载谱对夹持应力进行实施调整，通过冲刷荷载谱对冲刷流速进行适时调整。
基于同样的发明构思，还提供了砂化白云岩后期砂化预判加速试验系统，包括：
第一测量单元，被配置为将目标白云岩样品的一面作为临空面，并获取所述白云岩样品的尺寸数据作为第一尺寸数据；
计算单元，被配置为计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据；
第一试验单元，被配置为根据所述第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并根据第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
第二测量单元，被配置为获取试验后所述白云岩样品的尺寸数据作为第二尺寸数据，并计算所述第二尺寸数据和第一尺寸数据的差异作为基准修正数据；
修正单元，被配置为根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据，并根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据；
第二试验单元，被配置为将所述第二受力数据作为第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并将所述第二水流数据作为第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
统计单元，被配置为重复获取所述第二受力数据和第二水流数据直至达到预设目标，并统计所有获取过的第二受力数据作为荷载数据，统计所有获取过的第二水流数据作为冲刷数据；
构建单元，被配置为根据所述荷载数据构建加载荷载谱，并根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱；
第三试验单元，根据所述加载荷载谱对新的白云岩样品进行加载，并通过所述冲刷荷载谱对新的白云岩样品进行冲刷腐蚀加速试验；新的白云岩样品与所述目标白云岩样品的差异小于预设范围。
在一种可能的实现方式中，所述目标围岩区域为拱顶、拱肩、拱腰、拱脚或仰拱；
所述计算单元还被配置为：
根据所述目标白云岩样品所处隧道的相关参数建立有限元模型，并进行受力分析；所述有限元模型中对应所述目标白云岩样品的位置设置对应的临空面；
根据受力分析结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第一受力数据。
在一种可能的实现方式中，所述修正单元还被配置为：
根据所述基准修正数据修正所述有限元模型中临空面的位置，并进行应力重分布计算；
根据应力重分布计算结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第二受力数据。
在一种可能的实现方式中，所述修正单元还被配置为：
从所述第一水流数据中获取冲刷流速数据作为第一流速数据；
根据所述基准修正数据计算冲刷水流截面面积变化，并根据截面面积变化计算水流阻力变化和水头损失变化；
根据所述水流阻力变化和所述水头损失变化修正所述第一流速数据形成第二流速数据；
将所述第二流速数据作为所述第二水流数据。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示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、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，其特征在于，包括：
将目标白云岩样品的一面作为临空面，并获取所述白云岩样品的尺寸数据作为第一尺寸数据；
计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据；
根据所述第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并根据第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
获取试验后所述白云岩样品的尺寸数据作为第二尺寸数据，并计算所述第二尺寸数据和第一尺寸数据的差异作为基准修正数据；
根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据，并根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据；
将所述第二受力数据作为第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并将所述第二水流数据作为第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
重复获取所述第二受力数据和第二水流数据直至达到预设目标，并统计所有获取过的第二受力数据作为荷载数据，统计所有获取过的第二水流数据作为冲刷数据；
根据所述荷载数据构建加载荷载谱，并根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱；
根据所述加载荷载谱对新的白云岩样品进行加载，并通过所述冲刷荷载谱对新的白云岩样品进行冲刷腐蚀加速试验；新的白云岩样品与所述目标白云岩样品的差异小于预设范围。
2.根据权利要求1所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，其特征在于，所述目标围岩区域为拱顶、拱肩、拱腰、拱脚或仰拱；
计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据包括：
根据所述目标白云岩样品所处隧道的相关参数建立有限元模型，并进行受力分析；所述有限元模型中对应所述目标白云岩样品的位置设置对应的临空面；
根据受力分析结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第一受力数据。
3.根据权利要求2所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，其特征在于，根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据包括：
根据所述基准修正数据修正所述有限元模型中临空面的位置，并进行应力重分布计算；
根据应力重分布计算结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第二受力数据。
4.根据权利要求2所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，其特征在于，根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据包括：
从所述第一水流数据中获取冲刷流速数据作为第一流速数据；
根据所述基准修正数据计算冲刷水流截面面积变化，并根据截面面积变化计算水流阻力变化和水头损失变化；
根据所述水流阻力变化和所述水头损失变化修正所述第一流速数据形成第二流速数据；
将所述第二流速数据作为所述第二水流数据。
5.根据权利要求1所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，其特征在于，根据所述荷载数据构建加载荷载谱包括：
根据所述预设时长建立时间轴，时间轴上的节点为所述预设时长的起点或终点；
将所述第二受力数据赋值于对应时刻的所述节点形成初始加载荷载谱；
对所述初始加载荷载谱中的赋值进行平滑处理，形成所述加载荷载谱。
6.根据权利要求5所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验方法，其特征在于，根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱包括：
将所述第二水流数据赋值于对应时刻的所述节点形成初始冲刷荷载谱；
对所述初始冲刷荷载谱中的赋值进行平滑处理，形成所述冲刷荷载谱。
7.使用权利要求1～6任意一项所述方法的砂化白云岩后期砂化预判加速试验系统，其特征在于，包括：
第一测量单元，被配置为将目标白云岩样品的一面作为临空面，并获取所述白云岩样品的尺寸数据作为第一尺寸数据；
计算单元，被配置为计算目标白云岩样品在目标围岩区域的第一受力数据；
第一试验单元，被配置为根据所述第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并根据第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
第二测量单元，被配置为获取试验后所述白云岩样品的尺寸数据作为第二尺寸数据，并计算所述第二尺寸数据和第一尺寸数据的差异作为基准修正数据；
修正单元，被配置为根据所述基准修正数据修正所述第一受力数据形成第二受力数据，并根据所述基准修正数据修正所述第一水流数据形成第二水流数据；
第二试验单元，被配置为将所述第二受力数据作为第一受力数据夹持所述目标白云岩样品，并将所述第二水流数据作为第一水流数据对所述临空面进行冲刷腐蚀加速试验至预设时长；
统计单元，被配置为重复获取所述第二受力数据和第二水流数据直至达到预设目标，并统计所有获取过的第二受力数据作为荷载数据，统计所有获取过的第二水流数据作为冲刷数据；
构建单元，被配置为根据所述荷载数据构建加载荷载谱，并根据所述第二水流数据构建冲刷荷载谱；
第三试验单元，根据所述加载荷载谱对新的白云岩样品进行加载，并通过所述冲刷荷载谱对新的白云岩样品进行冲刷腐蚀加速试验；新的白云岩样品与所述目标白云岩样品的差异小于预设范围。
8.根据权利要求7所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验系统，其特征在于，所述目标围岩区域为拱顶、拱肩、拱腰、拱脚或仰拱；
所述计算单元还被配置为：
根据所述目标白云岩样品所处隧道的相关参数建立有限元模型，并进行受力分析；所述有限元模型中对应所述目标白云岩样品的位置设置对应的临空面；
根据受力分析结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第一受力数据。
9.根据权利要求7所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验系统，其特征在于，所述修正单元还被配置为：
根据所述基准修正数据修正所述有限元模型中临空面的位置，并进行应力重分布计算；
根据应力重分布计算结果获取对应所述目标围岩区域的目标白云岩样品的第二受力数据。
10.根据权利要求7所述的砂化白云岩后期砂化预判加速试验系统，其特征在于，所述修正单元还被配置为：
从所述第一水流数据中获取冲刷流速数据作为第一流速数据；
根据所述基准修正数据计算冲刷水流截面面积变化，并根据截面面积变化计算水流阻力变化和水头损失变化；
根据所述水流阻力变化和所述水头损失变化修正所述第一流速数据形成第二流速数据；
将所述第二流速数据作为所述第二水流数据。
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