[发明专利]车载式岩性与不良地质前兆特征识别系统及方法

说明书

本公开提供了一种车载式岩性与不良地质前兆特征识别系统及方法，利用车辆承载有导航定位模块、岩石元素测试模块、岩石取样模块、岩样自动研磨模块、岩石矿物测试模块和控制与数据分析模块，岩石试样取样模块和研磨模块可自动研磨出测试所需试样，岩石元素测试模块和岩石矿物测试模块可对岩石元素和矿物含量进行测试，控制与数据分析模块通过对比隧道洞内和洞外不良地质影响区元素和矿物富集规律，并和典型不良地质体元素和矿物富集特征数据库相匹配，预报掌子面前方岩性变化与不良地质体赋存特征。

技术领域

本公开涉及隧道车载式超前地质预报技术领域，具体涉及一种车载式岩性与不良地质前兆特征识别系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

深埋特长隧道修建过程中常遭遇大规模突水突泥灾害，隧道突水突泥灾害的发生常与地层岩性和断层破碎带、蚀变带、岩溶等不良地质体相关，地层岩性和不良地质体的赋存特征很大程度上决定了隧道突水突泥灾害的特性和规模，因此准确识别地层岩性和不良地质体的赋存特征是准确开展针对性超前地质预报的前提。据发明人了解，传统超前地质预报方法对隧道内地层岩性识别往往依赖前期钻探勘察成果，而勘察资料和隧道开挖实际揭露情况有较大差别，进而造成超前地质预报精度不够。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种车载式岩性与不良地质前兆特征识别系统及方法，本公开能够获取隧道掌子面岩性和不良地质前兆特征信息，主要包括岩石特征矿物和元素含量变化规律，从而对掌子面前方不良地质体的类型进行预报。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种车载式岩性与不良地质前兆特征识别系统，包括车辆，所述车辆上设置有导航定位模块、岩石元素测试模块、岩石取样模块、岩样自动研磨模块、岩石矿物测试模块和控制与数据分析模块，其中：

所述导航定位模块固定在车辆的前端，被配置为控制承载车辆行进的距离和速度，并根据隧道内测试位置的不同实现自动导航与定位；

所述岩石元素测试模块包括可旋转支架，以及设置在所述支架上的X荧光光谱分析仪，以测试岩石元素及其百分比含量；

所述岩石取样模块包括取样钻机、可伸缩式旋转支撑架，以获取隧道不良地质影响区岩样，可伸缩式旋转支撑架可以调整岩样的位置，将岩样自动送入研磨模块中；

所述岩样自动研磨模块对岩样进行研磨，研磨后的岩石试样进入岩石矿物测试模块进行矿物测试；

所述岩石矿物测试模块包括X射线衍射分析仪，用于测试隧道不良地质影响区岩石矿物富集变化规律，测试结果为X射线衍射图谱；

所述控制与数据分析模块接收岩石元素测试模块和岩石矿物测试模块，对X射线衍射图谱进行拟合分析，得到矿物名称及其百分比含量，结合岩石元素测试模块测得的元素名称及百分比含量，从而得出隧道不良地质影响区元素和矿物富集变化规律。

本公开利用车载方式，可以在工程中任意行走，且利用各部分之间的配合，可以快捷采集隧道不良地质体影响区岩石元素和矿物富集特征，并进行智能化分析。

作为进一步的限定，所述岩石元素测试模块的可旋转支架为可伸缩结构，可伸缩结构顶端设置有X荧光光谱分析仪，设置于车辆顶端，用于测试隧道不良地质影响区岩石元素富集变化规律，测试结果为元素名称及其百分比含量，测试数据通过信号传输线传输至控制与数据分析模块中。

作为进一步的限定，所述可伸缩式旋转支撑架固定在承载车辆顶端，用于获取隧道不良地质影响区岩样，采集的岩样可通过可伸缩式旋转支撑架调整位置将岩样自动送入研磨模块中。