【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于巖石力學(xué)性能測(cè)試處理，具體涉及一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)目前，在隧道工程中，準(zhǔn)確評(píng)判隧道圍巖的強(qiáng)度對(duì)于隧道的設(shè)計(jì)、施工和安全至關(guān)重要。傳統(tǒng)的圍巖強(qiáng)度評(píng)判方法存在一定的局限性，無法準(zhǔn)確考慮尺寸效應(yīng)等因素對(duì)巖石強(qiáng)度的影響。
2、巖石貫入試驗(yàn)是測(cè)量材料屬性和評(píng)估巖石性質(zhì)的重要實(shí)驗(yàn)室方法，但實(shí)驗(yàn)室測(cè)試受限于有限的試樣尺寸，會(huì)產(chǎn)生潛在的尺寸效應(yīng)。以往解決尺寸效應(yīng)的嘗試未涵蓋巖石這種摩擦材料，且如何通過最少的測(cè)試和有效的理論方法來解釋尺寸效應(yīng)仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。
3、因此，針對(duì)以上傳統(tǒng)的圍巖強(qiáng)度評(píng)判方法存在一定的局限性，無法準(zhǔn)確考慮尺寸效應(yīng)等因素對(duì)巖石強(qiáng)度的影響，以及實(shí)驗(yàn)室測(cè)試受限于有限的試樣尺寸，會(huì)產(chǎn)生潛在的尺寸效應(yīng)的技術(shù)問題缺陷，急需設(shè)計(jì)和開發(fā)一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足及困難，本專利技術(shù)之目的在于提供一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，以更精確地評(píng)判隧道圍巖的強(qiáng)度。
2、本專利技術(shù)的第一目的在于提供一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法；本專利技術(shù)的第二目的在于提供一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)系統(tǒng)；本專利技術(shù)的第三目的在于提供一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)平臺(tái)。
3、本專利技術(shù)的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述方法包括如下步驟：
4、生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處
5、構(gòu)建與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析模型，基于所述數(shù)據(jù)分析模型，生成與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第二數(shù)據(jù)；其中，所述第二數(shù)據(jù)為與巖石相對(duì)應(yīng)的損傷區(qū)演化數(shù)據(jù)；
6、根據(jù)所述第二數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)，生成與巖石相對(duì)應(yīng)的第三數(shù)據(jù)；其中，所述第三數(shù)據(jù)為隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
7、進(jìn)一步地，所述生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)，還包括：
8、生成并設(shè)定與液壓伺服控制機(jī)器相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)；其中，所述第四數(shù)據(jù)為液壓伺服控制機(jī)器的工作參數(shù)數(shù)據(jù)，包括：位移控制模式數(shù)據(jù)和活塞恒定速度數(shù)據(jù)；
9、基于所述第四數(shù)據(jù)，依次生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第五數(shù)據(jù)和第六數(shù)據(jù)；其中，所述第五數(shù)據(jù)為與巖石第一次貫入過程中相對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)和貫入壓力數(shù)據(jù)；所述第六數(shù)據(jù)為與巖石第二次貫入過程中相對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)和貫入壓力數(shù)據(jù)；
10、篩選清除處理所述第五數(shù)據(jù)，生成與所述第五數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第七數(shù)據(jù)；其中，所述第七數(shù)據(jù)為所述第五數(shù)據(jù)經(jīng)去除明顯異常值和噪聲后的數(shù)據(jù)；
11、篩選清除處理所述第六數(shù)據(jù)；生成與所述第六數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第八數(shù)據(jù)；其中，所述第八數(shù)據(jù)為所述第六數(shù)據(jù)經(jīng)去除明顯異常值和噪聲后的數(shù)據(jù)。
12、進(jìn)一步地，所述生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)，還包括：
13、基于所述第一數(shù)據(jù)，計(jì)算生成與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的貫入壓力數(shù)據(jù)；其中，計(jì)算公式如下：
14、
15、式中：f為載荷，rind表示球形壓頭尖端的半徑，d為穿透深度。
16、進(jìn)一步地，所述構(gòu)建與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析模型，基于所述數(shù)據(jù)分析模型，生成與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，還包括：
17、根據(jù)所述數(shù)據(jù)分析模型，生成與所述第二數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的損傷區(qū)演化表征數(shù)據(jù)；
18、基于所述損傷區(qū)演化表征數(shù)據(jù)，生成與巖石損傷區(qū)相對(duì)應(yīng)的第九數(shù)據(jù)；其中，所述第九數(shù)據(jù)包括損傷區(qū)半徑的變化數(shù)據(jù)和損傷區(qū)的擴(kuò)展速度數(shù)據(jù)。
19、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)分析模型的表達(dá)式如下：
20、
21、式中：d為壓痕深度，rind為球形壓頭尖端的半徑，表示壓痕深度與壓頭半徑的比例關(guān)系，g是剪切模量，反映材料在剪切應(yīng)力作用下的彈性特性，μ是泊松比；無量綱損傷區(qū)半徑其中r表示損傷區(qū)的實(shí)際半徑，a是一個(gè)與損傷區(qū)相關(guān)的尺寸參數(shù)；k是一個(gè)與空腔幾何形狀相關(guān)的參數(shù)，當(dāng)k＝1時(shí)，表示圓柱形空腔，當(dāng)k＝2時(shí)，表示球形空腔；f(m)、kp(φ)、β(kp)與巖石的內(nèi)部摩擦角相關(guān)參數(shù)；其中：是一個(gè)根據(jù)kp和尺寸參數(shù)m計(jì)算得到的函數(shù)；表示內(nèi)摩擦角對(duì)kp的影響，是尺寸參數(shù)，式中r表示損傷區(qū)的實(shí)際半徑，b是巖石試樣的半徑，
22、式中λ和kd與巖石的其他物理性質(zhì)相關(guān)；kd是與內(nèi)摩擦角相關(guān)的無量綱參數(shù)式中σunl是巖石的單軸極限強(qiáng)度。
23、等,這些參數(shù)的變化反映了損傷區(qū)在壓痕試驗(yàn)中的發(fā)展情況，式中σunl是巖石的單軸極限強(qiáng)度；
24、是一個(gè)根據(jù)kp和尺寸參數(shù)m計(jì)算得到的函數(shù)；μ是泊松比；g是剪切模量。
25、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述第二數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)，生成與巖石相對(duì)應(yīng)的第三數(shù)據(jù)，還包括：
26、分別獲取與每個(gè)試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第十?dāng)?shù)據(jù)，并分析與所述第十?dāng)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的試樣尺寸效應(yīng)；其中，所述第十?dāng)?shù)據(jù)包括峰值貫入壓力數(shù)據(jù)和試樣尺寸數(shù)據(jù)；
27、基于所述第二數(shù)據(jù)，結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)，對(duì)比分析二者數(shù)據(jù)并生成相對(duì)應(yīng)的第十一數(shù)據(jù)；其中，所述第十一數(shù)據(jù)為驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析模型準(zhǔn)確性和可靠性的表征數(shù)據(jù)。
28、本專利技術(shù)的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述系統(tǒng)應(yīng)用于所述基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，所述系統(tǒng)包括：
29、數(shù)據(jù)生成處理單元，用于生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)；其中，所述第一數(shù)據(jù)為與巖石貫入過程中相對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)和貫入壓力數(shù)據(jù)；
30、模型構(gòu)建生成單元，用于構(gòu)建與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析模型，基于所述數(shù)據(jù)分析模型，生成與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第二數(shù)據(jù)；其中，所述第二數(shù)據(jù)為與巖石相對(duì)應(yīng)的損傷區(qū)演化數(shù)據(jù)；
31、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)生成單元，用于根據(jù)所述第二數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)，生成與巖石相對(duì)應(yīng)的第三數(shù)據(jù)；其中，所述第三數(shù)據(jù)為隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
32、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)生成處理單元，還包括：
33、第一數(shù)據(jù)生成模塊，用于生成并設(shè)定與液壓伺服控制機(jī)器相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)；其中，所述第四數(shù)據(jù)為液壓伺服控制機(jī)器的工作參數(shù)數(shù)據(jù)，包括：位移控制模式數(shù)據(jù)和活塞恒定速度數(shù)據(jù)；
34、第二數(shù)據(jù)生成模塊，用于基于所述第四數(shù)據(jù)，依次生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第五數(shù)據(jù)和第六數(shù)據(jù)；其中，所述第五數(shù)據(jù)為與巖石第一次貫入過程中相對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)和貫入壓力數(shù)據(jù)；所述第六數(shù)據(jù)為與巖石第二次貫入過程中相對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)和貫入壓力數(shù)據(jù)；
35、第一數(shù)據(jù)處理模塊，用于篩選清除處理所述第五數(shù)據(jù)，生成與所述第五數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第七數(shù)據(jù)；其中，所述第七數(shù)據(jù)為所述第五數(shù)據(jù)經(jīng)去除明顯異常值和噪聲后的數(shù)據(jù)；
36、第二數(shù)據(jù)處理模塊，用于篩選清除處理所述第六數(shù)據(jù)；生成與所述第六本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)，還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述構(gòu)建與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析模型，基于所述數(shù)據(jù)分析模型，生成與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析模型的表達(dá)式如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)，生成與巖石相對(duì)應(yīng)的第三數(shù)據(jù)，還包括：
7.一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)生成處理單元，還包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)生成處理單元，還包括：
10.一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)平臺(tái)，其特征在于，包括處理器、存儲(chǔ)器以及基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)平臺(tái)控制程序；其中，在所述的處理器執(zhí)行所述的基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)平臺(tái)控制程序，所述的基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)平臺(tái)控制程序被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，所述的基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)平臺(tái)控制程序，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述生成并獲取與貫入破巖試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，并預(yù)處理所述第一數(shù)據(jù)，還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述構(gòu)建與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析模型，基于所述數(shù)據(jù)分析模型，生成與所述第一數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析模型的表達(dá)式如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于貫入破巖試驗(yàn)的隧道圍巖強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述第一數(shù)據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐偉龍，王艷，何木，譚林，吳健波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州市北二環(huán)交通科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。