[发明专利]地下工程弱化围岩加固时机确定方法、设备和系统

权利要求书

1.地下工程弱化围岩加固时机确定方法，其特征在于，包括：

现场获取不同时段下，在开挖体的设定观测区域处不同深度的围岩强度，并计算所述不同时段的围岩平均强度；

拟合围岩平均强度随时间变化的对应关系；

根据所述对应关系，计算当围岩平均强度弱化到设定强度时所对应的时间；

其中，该方法还包括：

现场获取开挖体在设定观测区域处未弱化时的不同深度的初始围岩强度，通过所述初始围岩强度计算初始围岩平均强度，所述对应关系将所述初始围岩平均强度作为初始时间的数据进行拟合；

确定围岩的塑性区及原岩区的对应区域；所述计算弱化围岩平均强度包括分别计算塑性区和原岩区的弱化围岩平均强度；

所述计算初始围岩平均强度包括分别计算塑性区和原岩区的初始围岩平均强度；所述确定围岩的塑性区及原岩区的对应区域包括：将围岩按照设定深度进行划分，大于所述设定深度的区域为原岩区，小于所述设定深度的区域为塑性区；

所述塑性区围岩平均强度σ_p通过下式确定：

所述原岩区围岩平均强度为：

其中，D为钻孔处的围岩深度，R为设定深度，Ds为钻孔深度。

2.根据权利要求1所述的地下工程弱化围岩加固时机确定方法，其特征在于，所述现场获取开挖体在观测区域处不同深度的初始围岩强度和/或弱化后围岩强度包括：在所述观测区域处进行钻孔，通过获取钻机在钻进过程中反映围岩强度的钻进参数，得到不同深度处对应的围岩强度。

3.地下工程弱化围岩加固时机确定方法，其特征在于，包括：

现场获取不同时段下，在开挖体的设定观测区域处不同深度的围岩强度，并计算所述不同时段的围岩平均强度；

拟合围岩平均强度随时间变化的对应关系；

根据所述对应关系，计算当围岩平均强度弱化到设定强度时所对应的时间；

其中，该方法还包括：

现场获取开挖体在设定观测区域处未弱化时的不同深度的初始围岩强度，通过所述初始围岩强度计算初始围岩平均强度，所述对应关系将所述初始围岩平均强度作为初始时间的数据进行拟合；

确定围岩的塑性区及原岩区的对应区域；所述计算弱化围岩平均强度包括分别计算塑性区和原岩区的弱化围岩平均强度；

所述计算初始围岩平均强度包括分别计算塑性区和原岩区的初始围岩平均强度；所述确定围岩的塑性区及原岩区的对应区域包括：将围岩按照设定深度进行划分，大于所述设定深度的区域为原岩区，小于所述设定深度的区域为塑性区；

其中，定义塑性区围岩弱化系数：

定义原岩区围岩弱化系数：

对比所述塑性区围岩弱化系数或所述原岩区围岩弱化系数与围岩弱化安全系数M的大小，确定围岩所处的危险状态；

其中，

σ_p0为未弱化状态下塑性区平均强度；

σ_pn为不同弱化时间t_n条件下围岩塑性区平均强度；

σ_r0为原岩区围岩平均强度；

σ_rn为不同弱化时间t_n条件下原岩区平均强度。

4.根据权利要求3所述的地下工程弱化围岩加固时机确定方法，其特征在于，所述现场获取开挖体在观测区域处不同深度的初始围岩强度和/或弱化后围岩强度包括：在所述观测区域处进行钻孔，通过获取钻机在钻进过程中反映围岩强度的钻进参数，得到不同深度处对应的围岩强度。

5.根据权利要求3所述的地下工程弱化围岩加固时机确定方法，其特征在于，当所述塑性区围岩弱化系数或所述原岩区围岩弱化系数与围岩弱化安全系数M相等时，对应的所述弱化围岩平均强度为所述设定强度。