[发明专利]一种判断隧道围岩类别的方法

权利要求书

1.一种判断隧道围岩类别的方法，其特征在于：包括：

采集待评估区域每一个剖面设点的瞬变电磁数据；

将每个所述剖面设点的瞬变电磁数据与隧道的围岩岩性类别系数类比，确定每个所述剖面设点的围岩类别；

获得所述隧道的围岩岩性类别系数包括：

建立开挖隧道的围岩岩性类别数据与开挖隧道地面进行瞬变电磁信号测量获得的测量数据之间的对应关系，获得围岩类别与瞬变电磁数据的相关系数，根据所述相关系数确定隧道的围岩岩性类别系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：采集待评估区域每一个剖面设点的瞬变电磁数据包括：

在待评估区域的地面布设剖面设点，并在每一个所述剖面设点的测量坐标上进行瞬变电磁信号测量，获得待评估区域每一个剖面设点的视电阻率矩阵。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：获得待评估区域每一个剖面设点的视电阻率曲线包括：

采集每个所述剖面设点中心回线的瞬变电磁数据；

根据中心回线的视电阻率计算公式确定所述剖面设点的视电阻率：

所述中心回线的视电阻率计算公式为

其中，M是源发射磁矩，大小为发射电流与发射回线面积的乘积；q代表观测位置探头的有效接收面积，V(t)是测量的二次感应电压值，t是观测时间，μ₀为自由空间的磁导率。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：获得所述隧道的围岩岩性类别系数包括：

在开挖隧道地面进行瞬变电磁信号测量，获得观测的感应电压值V(t)，并按中心回线的视电阻率计算公式计算对应的视电阻率值，针对每个开挖隧道剖面设点，根据所得到的视电阻率值形成开挖隧道视电阻率矩阵A；

对开挖隧道的围岩类别数据进行整理，形成围岩类别矩阵C；

建立如下的方程：

AX＝C

其中，A为开挖隧道视电阻率矩阵，C为所对应的围岩类别矩阵，X为围岩类别与电磁数据相关系数矩阵；

求解围岩类别与电磁数据相关系数矩阵X。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：求解围岩类别与电磁数据相关系数矩阵X包括：

开挖隧道视电阻率矩阵A的元素与所对应的围岩类别矩阵C的元素之间对应非线性关系表示为：

10^C≈ρ^ah^b

其中，a，b是待定系数，ρ是根据中心回线的视电阻率计算公式计算获得的视电阻率，h是探测深度，探测深度由下式决定：

$h={\[\frac{3Mq}{16\mathrm{\π}V\left(t\right)S_t}\]}^{1/4}-\frac{t}{{\mathrm{\μ}}_0{S}_{\mathrm{\τ}}}$

式中：

对所述非线性关系等式两边取对数，获得：

c≈a logρ+b logh

相应的围岩类别矩阵表示：C≈a logρ+b logH

把上式按泰勒级数公式展开成高阶多项式相加的形式：

C＝a₁logρ+a₂(logρ)²+a₃(logρ)³+b₁logH+b₂(logH)²+b₃(logH)³

建立方程组；并通过已知的视电阻率ρ，探测深度h，及所对应的岩石级别求得六个系数a₁，a₂，a₃，b₁，b₂，b₃；

得到围岩类别与电磁数据相关系数矩阵X。