CN116595704A - 一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法及系统，所述方法包括：根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内三维块体初始模型；根据当前开挖轮廓形态和当前开挖面的地质露头编录信息更新三维块体初始模型中的结构轮廓和地质信息，得到与当前开挖条件充分接近的数字孪生模型；在开挖过程中实时动态更新数字孪生模型；基于更新后的数字孪生模型和所选择的块体稳定性计算方法进行当前开挖面一带的各个围岩块体稳定性诊断。本发明在数字孪生模型的基础上通过多种专业数字化技术实现开挖面块体稳定性的快速诊断，从大量块体中甄别出其中的不稳定块体，有效地预测开挖面一带不稳定块体的位置。

Description

一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法及系统

技术领域

本发明属于基础建设和资源开采领域，具体涉及一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法及系统。

背景技术

在过去几十年中，基础建设（包括水利水电、交通、住建等）一直是我国经济高速发展的引擎之一。基础设施和资源开采（油气、矿山等）建设过程的重要内容之一是岩体开挖，块体失稳是其中最常见的地质灾害，直接威胁着现场施工人员和设备的安全，并因此可以严重影响工程进度和投资。

在水电行业，我国几乎每座大型水电站建设都会组织科研人员驻场工作，其中的任务之一是岩体工程开挖过程地质风险的动态评价和工程措施的动态优化，但是，鉴于潜在不稳定块体分布位置的随机性，迄今为止的工程实践中还不能在开挖过程甄别开挖面一带不稳定块体的位置，使得块体失稳及其引起的安全风险成为长期以来一直困扰工程建设的痛点问题。正是因为块体失稳风险的不可预知性和潜在的严重影响，为确保施工安全，需要能够实现块体失稳风险的预测，以解决施工安全和进度之间的矛盾。

公开号为CN113947000A的发明专利公开了一种地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方法，并公开了进行复杂地下洞室围岩块体的几何建模和属性赋值，通过有限元建模进行力学计算，并在此基础上进行围岩块体的稳定分析，但是该几何建模和有限元建模仅能进行基于特定属性进行力学分析，不能全面、及时反映围岩在不同施工阶段的整体状态，会降低稳定性分析的可靠性。

因此，需要一种新的地下工程施工期围岩块体的稳定性分析方法，以有效地预测开挖面一带潜在不稳定块体的位置。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法及系统，用于解决现有技术无法有效地预测开挖面一带不稳定块体的位置的问题。

本发明第一方面，公开一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，所述方法包括：

根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内三维块体初始模型；

根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓和开挖范围，采用当前开挖面获得的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与现场条件充分接近的数字孪生模型；

在开挖过程中根据实际开挖后的轮廓形态、开挖面的地质露头信息不断更新数字孪生模型中的结构轮廓和地质信息，实现数字孪生模型的实时动态更新；

采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理；

基于当前开挖面预处理后的数据和数字孪生模型，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算，甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性智能诊断。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理具体包括：

按块体稳定分析的要求收集开挖面、能够彼此交切形成块体的非连续地质面露头线和露头面，并存储到数据库中；

按块体稳定分析要求对采集的原始数据进行预处理，预处理内容包括不同记录中同一露头数据的统一代号和分类、节理分组、露头之间截断关系的确定、相邻平行线条的取舍。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述基于当前开挖面预处理后的数据，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算之前还包括：

根据所选择的块体稳定性计算方法对数据输入格式的要求，将预处理后的数据转换成相应格式的输入数据，并更新事先编制好的输入数据文件；所述事先编制好的输入数据文件包括3DEC和KBT 命令流文件。在以上技术方案的基础上，优选的，所述块体稳定性计算方法包括基于离散元和关键块体理论的非连续力学计算方法、以及采用这些方法编制的软件，包括3DEC和KBT。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述围岩块体稳定诊断包括刚体计算和变形体计算两种形式；

刚体计算指忽略块体变形，只进行块体稳定分析；

变形体计算指考虑块体变形，同时进行围岩变形和块体稳定分析；

两种形式的计算结果都包括块体的体积和稳定状态，还包括节点荷载、位移及速度。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述方法还包括：

根据现场监测数据采集情况、结合实际需要决定是否复核和修正所述块体稳定性计算方法的计算参数，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性诊断。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述方法还包括：

根据围岩块体稳定性诊断结果对潜在不稳定区域的分布和发生条件进行评价分级，从围岩大量块体中甄别出潜在不稳定块体；

针对潜在不稳定块体建立三维数值计算模型，对未开挖部位块体重新进行围岩块体稳定性诊断，并针对失稳风险程度进行评价分级。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述方法还包括：

根据支护结构与岩体介质的相互作用机理，模拟围岩与锚固系统的协调性，根据围岩变形和块体稳定条件优化围岩支护参数，进行各支护工况下的洞室及围岩稳定分析与支护设计。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述方法还包括：

通过三维图形显示围岩块体稳定性诊断结果，展示内容包括不稳定和潜在不稳定块体空间位置、体积、失稳方式和块体边界的地质组成.

本发明第二方面，公开一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断系统，所述系统包括：

初始化模块：用于根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内三维块体初始模型；

数字孪生模块：用于根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓和开挖范围，采用当前开挖面获得的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与现场条件充分接近的数字孪生模型；

模型更新模块：用于在开挖过程中根据实际开挖后的轮廓形态、开挖面的地质露头信息不断更新数字孪生模型中的结构轮廓和地质信息，实现数字孪生模型的实时动态更新；

数据处理模块：用于采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理；

稳定性诊断模块：用于基于当前开挖面预处理后的数据和数字孪生模型，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算，甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性智能诊断。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1）本发明综合了工程前期阶段相关专业成果和信息建立三维块体初始模型，根据工程施工阶段的实际开挖轮廓形态和地质露头编录信息更新三维块体初始模型，得到与当前开挖条件充分接近的岩体工程数字孪生模型，在数字孪生模型的基础上通过多种专业数字化技术实现开挖面地质信息的快速采集、数字孪生模型更新、以及块体稳定性的快速诊断，有效地预测开挖面一带不稳定块体的位置。

2）本发明稳定计算时支持忽略和考虑块体变形的不同假设，其中忽略块体变形的刚体假设用于快速获得初步诊断结果，变形体计算满足深化分析的要求，两种计算形式都预设块体失稳风险等级标准，从而通过软件实现块体稳定状态的智能诊断和所需结果的输出。

3）本发明在当前开挖面的块体稳定性诊断结果的基础上，在地下工程施工过程中实现下一开挖步骤的围岩地质风险预判，针对风险部位通过事先优化围岩支护参数优化和施工技术要求等形式实现地质风险的管控，从而能够事先采取措施避免块体失稳引起的安全事故及其对工程进度和投资造成的不良影响，为实现保证安全条件下的快速施工提供关键技术保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法流程图；

图2为水电站地下厂房的数据处理过程的二维展示图；

图3为本发明的数字化技术方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明在岩体工程数字孪生技术基础上，提供了电子化数据采集、采用地质三维（GIM）技术进行三维地质建模、地质模型转计算模型、数值计算等一整套数字化流程，为基础建设和资源开采行业地下工程开挖过程块体失稳风险快速、智能诊断软件开发和应用提供完整的技术方法，通过多种专业数字化技术实现开挖面地质信息的快速采集、块体模型更新、以及块体稳定性的快速诊断，各环节之间通过新基建技术（互联网、云等）衔接，通过远程共享的方式进一步提高整个流程的效率。

请参阅图1，本发明提出一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，所述方法包括：

S1、根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内的三维块体初始模型。

工程前期阶段的勘察和设计成果包括地下工程三维设计模型和地下工程三维地质模型。由于该三维块体初始模型综合了工程前期阶段的勘察和设计成果的三维数字化模型，可在工程前期和施工期有效应用数字孪生技术，创建开挖面以内一定深度范围内的三维块体初始模型，为后续在施工期不断更新和实现块体稳定性诊断提供技术支撑。在三维块体初始模型之前，先复核和完善前期阶段资料，以弥补前期成果中地质条件的不确定性。

该三维块体初始模型包含结构轮廓和地质信息，其中结构轮廓中主要包括开挖面信息，比如开挖范围等。

S2、根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓和开挖范围，采用当前开挖面获得的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与现场条件充分接近的数字孪生模型。

具体的，获取当前开挖轮廓形态作为开挖前的轮廓形态，根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓，根据当前开挖轮廓形态计算三维块体初始模型中开挖范围，根据开挖范围进行当前开挖面的地质露头信息编录与整理，根据当前开挖面的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与当前开挖条件充分接近的数字孪生模型。S3、在开挖过程中根据实际开挖后的轮廓形态、开挖面的地质露头信息不断更新数字孪生模型中的结构轮廓和地质信息，实现数字孪生模型的实时动态更新。

进入工程施工阶段以后，由于在不断进行开挖，每一次开挖后的轮廓形态不同，需要在每一次开挖后更新数字孪生模型，才能保证数字孪生模型与实际工程施工阶段开挖过程同步。

具体的，在每一次开挖后，根据实际开挖后的轮廓形态更新数字孪生模型的结构轮廓，根据开挖后的轮廓形态更新开挖面，进行开挖面的地质露头信息编录与整理，根据开挖面的地质露头信息更新数字孪生模型的地质信息，得到实时更新的数字孪生模型，形成可以服务于块体稳定分析、实时动态更新的数字孪生模型。

S4、采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理和格式转换。

步骤S4具体包括如下分步骤：

S41、地下厂房在进入施工期后，先根据现场实际开挖轮廓更新三维块体计算模型中开挖范围。

S42、按块体稳定分析的要求收集开挖面、能够彼此交切形成块体的非连续地质面露头线和露头面，并存储到数据库中。

具体的，采用移动设备快速采集开挖面的地质露头，数据采集手段为安装在平板电脑内的定制小程序，其次还包括数码照相和激光扫描等手段。

按块体稳定分析的要求收集开挖面、能够彼此交切形成块体的非连续地质面露头线和露头面，主要是断裂，其次是岩层分界。

将采集的数据通过互联网等手段及时传输到指定的、事先开发和部署的数据库中存储，便于共享和随时供相关授权人员访问和使用。

S43、按块体稳定分析要求对采集的原始数据进行拼接、分类分组、以及必要的剔除等预处理，预处理内容包括不同记录中同一露头数据的统一代号和分类、节理分组、露头之间截断关系的确定、相邻平行线条的取舍等。

基于采用图形技术开发的WEB或桌面软件，在二维展示图上采用人机交互方式操作，在适应工程习惯的同时提高效率。图2为水电站地下厂房为例的数据处理的二维展示图。

S5、基于当前开挖面预处理后的数据和数字孪生模型，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算，甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性智能诊断。

步骤S5具体包括如下分步骤：

S51、根据所选择的块体稳定性计算方法对数据输入格式的要求，将预处理后的数据转换成相应格式的输入数据。

具有块体稳定分析计算能力的力学算法或相应的软件是智能诊断的关键所在，本发明支持内置算法和外接软件的多种形式、实现对多种技术的兼容，其中的外接软件也完全由编程实现对第三方软件的调用，无需额外操作第三方软件。实际使用时，根据需要从内置的相关智能算法中选择一种或多种块体稳定性计算方法即可。

具体的，内置的块体稳定性计算方法包括基于离散元和关键块体理论的非连续力学计算方法、以及采用这些方法编制的软件，包括3DEC和KBT。

S52、事先编制好3DEC、KBT 等命令流文件作为输入数据文件，将预处理后的数据转换成相应格式的输入数据后，更新相应的输入数据文件。

更新相应的输入数据文件主要指用格式转换处理后的露头数据更新输入数据文件中相应的计算参数。

S53、将开挖阶段不断更新的数字孪生模型转换为数值计算模型，再根据监测数据反演更新的计算参数作为计算所需要的输入条件；

具体的，由于不断更新的数字孪生模型为三维地质模型，为了方便进行数值模拟计算，将三维地质模型转换为数值计算模型。

根据现场监测数据采集情况、结合实际需要决定是否复核和修正所选择的块体稳定性计算方法对应的计算参数。

S54、进行围岩块体稳定性诊断。

本发明采用数值模拟（CAE）技术快速开展围岩变形稳定分析，包括围岩变形和块体稳定分析，并将分析成果返回到地质三维模型，创建和更新块体失稳风险三维模型。

具体的，围岩块体稳定诊断包括刚体计算和变形体计算两种形式。其中，刚体计算指忽略块体变形，只进行块体稳定分析；变形体计算指考虑块体变形，同时进行围岩变形和块体稳定分析。两种形式的数值模拟计算结果都包括不稳定块体的体积和稳定状态，稳定状态包括不稳定或潜在不稳定，数值模拟计算结果还包括节点荷载、位移及速度等。

本发明稳定性计算时支持忽略和考虑块体变形的不同假设，其中忽略块体变形的刚体假设用于快速获得初步诊断结果，变形体计算满足深化分析的要求。两种计算形式都预设块体失稳风险等级标准，从而通过软件实现块体稳定状态的智能诊断和所需结果的输出，快速完成块体稳定计算，以甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体智能诊断。

S6、根据围岩块体稳定性诊断结果对潜在不稳定区域的分布和发生条件进行评价分级，对未开挖部位块体重新进行围岩块体稳定性诊断。

具体的，根据围岩块体稳定性诊断结果对潜在不稳定区域的分布和发生条件进行评价分级，从围岩大量块体中甄别出潜在不稳定块体；

针对潜在不稳定块体建立小范围块体的三维数值计算模型，对未开挖部位块体重新进行围岩块体稳定性诊断，并针对失稳风险程度进行预测评价，实现围岩地质风险部位预判。

S7、最后针对风险部位通过事先优化围岩支护参数优化和施工技术要求等形式实现地质风险的管控。

根据支护结构（锚杆、锚索、混凝土层等）与岩体介质的相互作用机理，模拟围岩与锚固系统的协调性，根据围岩变形和块体稳定条件优化围岩支护参数，进行各支护工况下的洞室及围岩稳定分析与支护设计。

具体的，根据采集的监测数据更新三维地质模型的结构面网络和围岩质量，视与前次成果差异程度决定是否更新块体失稳风险三维模型和优化支护的必要性，除复核围岩块体稳定快速诊断结果以外，重点是根据围岩变形和块体稳定条件优化围岩支护参数，适应性的增加或减少围岩支护结构，对于风险块体，至少提前1周确定风险程度和提交处理预案。

S8、通过三维图形显示围岩块体稳定性诊断结果。

采用计算机图形学技术开发的WEB或桌面软件功能，展示围岩块体稳定性诊断结果，展示内容包括不稳定和潜在不稳定块体空间位置、体积、失稳方式和块体边界的地质组成。

本发明在岩体工程数字孪生技术基础上，通过多种专业数字化技术实现开挖面地质信息的快速采集、块体模型更新、以及块体稳定性的快速诊断，各环节之间通过互联网、云端数据仓库等新基建技术衔接，通过远程共享的方式进一步提高整个流程的效率，实现潜在不稳定块体智能甄别，如图3所示为本发明的数字化技术方法的流程图。

与上述方法实施例相对应，本发明还提出一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断系统，所述系统包括：

初始化模块：用于根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内三维块体初始模型；

数字孪生模块：用于根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓和开挖范围，采用当前开挖面获得的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与现场条件充分接近的数字孪生模型；

模型更新模块：用于在开挖过程中根据实际开挖后的轮廓形态、开挖面的地质露头信息不断更新数字孪生模型中的结构轮廓和地质信息，实现数字孪生模型的实时动态更新；

数据处理模块：用于采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理；

稳定性诊断模块：用于基于当前开挖面预处理后的数据和数字孪生模型，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算，甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性智能诊断。

以上系统实施例和方法实施例是一一对应的，系统实施例简述之处请参阅方法实施例即可。

本发明还公开一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现本发明前述的方法。

本发明还公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机实现本发明实施例所述方法的全部或部分步骤。所述存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以分布到多个网络单元上。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内三维块体初始模型；

根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓和开挖范围，采用当前开挖面获得的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与现场条件充分接近的数字孪生模型；

在开挖过程中根据实际开挖后的轮廓形态、开挖面的地质露头信息不断更新数字孪生模型中的结构轮廓和地质信息，实现数字孪生模型的实时动态更新；

采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理；

基于当前开挖面预处理后的数据和数字孪生模型，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算，甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性智能诊断。

2.根据权利要求1所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理具体包括：

按块体稳定分析的要求收集开挖面、能够彼此交切形成块体的非连续地质面露头线和露头面，并存储到数据库中；

按块体稳定分析要求对采集的原始数据进行预处理，预处理内容包括不同记录中同一露头数据的统一代号和分类、节理分组、露头之间截断关系的确定、相邻平行线条的取舍。

3.根据权利要求1所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述基于当前开挖面预处理后的数据，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算之前还包括：

根据所选择的块体稳定性计算方法对数据输入格式的要求，将预处理后的数据转换成相应格式的输入数据，并更新事先编制好的输入数据文件；所述事先编制好的输入数据文件包括3DEC和KBT命令流文件。

4.根据权利要求1所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述块体稳定性计算方法包括基于离散元和关键块体理论的非连续力学计算方法、以及采用这些方法编制的软件，包括3DEC和KBT。

5.根据权利要求4所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述围岩块体稳定诊断包括刚体计算和变形体计算两种形式；

刚体计算是指忽略块体变形，只进行块体稳定分析；

变形体计算是指考虑块体变形，同时进行围岩变形和块体稳定分析；

两种形式的计算结果都包括块体的体积和稳定状态，还包括节点荷载、位移及速度。

6.根据权利要求5所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据现场监测数据采集情况、结合实际需要决定是否复核和修正所述选择的块体稳定性计算方法的计算参数，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性诊断。

7.根据权利要求6所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据围岩块体稳定性诊断结果对潜在不稳定区域的分布和发生条件进行评价分级，从围岩大量块体中甄别出潜在不稳定块体；

针对潜在不稳定块体建立三维数值计算模型，对未开挖部位块体重新进行围岩块体稳定性诊断，并针对失稳风险程度进行评价分级。

8.根据权利要求1所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据支护结构与岩体介质的相互作用机理，模拟围岩与锚固系统的协调性，根据围岩变形和块体稳定条件优化围岩支护参数，进行各支护工况下的洞室及围岩稳定分析与支护设计。

9.根据权利要求1所述的地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过三维图形显示围岩块体稳定性诊断结果，展示内容包括不稳定和潜在不稳定块体空间位置、体积、失稳方式和块体边界的地质组成。

10.一种地下工程施工期围岩块体稳定性智能诊断系统，其特征在于，所述系统包括：

初始化模块：用于根据工程前期阶段的勘察和设计成果创建工程关注范围内三维块体初始模型；

数字孪生模块：用于根据当前开挖轮廓形态更新三维块体初始模型中的结构轮廓和开挖范围，采用当前开挖面获得的地质露头信息更新三维块体初始模型中的地质信息，形成与现场条件充分接近的数字孪生模型；

模型更新模块：用于在开挖过程中根据实际开挖后的轮廓形态、开挖面的地质露头信息不断更新数字孪生模型中的结构轮廓和地质信息，实现数字孪生模型的实时动态更新；

数据处理模块：用于采集当前开挖面一带的地质露头的原始数据并按块体稳定分析的要求进行预处理；

稳定性诊断模块：用于基于当前开挖面预处理后的数据和数字孪生模型，采用块体稳定性计算方法进行块体稳定计算，甄别和显示其中的不稳定块体，完成指定开挖条件下的围岩块体稳定性智能诊断。