[发明专利]一种高强预应力锚杆支护应力评估方法及相关设备

说明书

本申请公开一种高强预应力锚杆支护应力评估方法及相关设备，方法包括：测试损伤岩体的变形模量，得到损伤岩体变形模量，其中，在测试过程中对所述损伤岩体施加模拟震动声波，且以非接触式施加在所述损伤岩体上，所述模拟震动声波用于模拟所述损伤岩体的应用场景中产生的震动声波；根据所述损伤岩体变形模量以及锚杆变形模量，计算得到锚固岩体的增强系数；基于所述锚固岩体的所述增强系数，结合Hoek‑Brown强度准则，计算锚固岩体力学参数，以实现准确评估锚杆支护后的岩体稳定性。

技术领域

本申请涉及勘测技术领域，尤其涉及一种高强预应力锚杆支护应力评估方法及相关设备。

背景技术

在建设隧道或者挖掘工程中，爆破开挖推进的过程中不可避免的会对保留下来岩体造成损伤，形成爆破开挖损伤区，爆破开挖损伤区的岩体的完整性降低、力学性能弱化，从而会极大影响岩体的稳定性。工程中通常采用锚杆加固岩体的损伤区，锚杆的支护会产生支撑应力，能够增强锚杆支护后的岩体稳定性。

然而，目前，对于工程中岩体的锚杆支护加固技术主要依靠经验，对于锚杆支护后的岩体稳定性的评估尚无准确的表征方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种高强预应力锚杆支护应力评估方法及相关设备，以实现准确评估锚杆支护后的岩体稳定性。

第一方面，一种高强预应力锚杆支护应力评估方法，包括：

测试损伤岩体的变形模量，得到损伤岩体变形模量，其中，在测试过程中对所述损伤岩体施加模拟震动声波，且以非接触式施加在所述损伤岩体上，所述模拟震动声波用于模拟所述损伤岩体的应用场景中产生的震动声波；

根据所述损伤岩体变形模量以及锚杆变形模量，计算得到锚固岩体的增强系数；

基于所述锚固岩体的所述增强系数，结合Hoek-Brown 强度准则，计算锚固岩体力学参数。

在一种可行的实施方式中，所述测试损伤岩体的变形模量，得到损伤岩体变形模量，其中，在测试过程中对所述损伤岩体施加模拟震动声波，且以非接触式施加在所述损伤岩体上，所述模拟震动声波用于模拟所述损伤岩体的应用场景中产生的震动声波的步骤，包括：

以非接触式对所述损伤岩体施加所述模拟震动声波，以使所述模拟震动声波对所述损伤岩体内的岩层产生作用；

在所述损伤岩体上分级施加测试载荷，并测量每级所述测试载荷对应的所述损伤岩体的凹陷量，得到所述测试载荷与所述凹陷量的原始关系曲线；

卸载对所述损伤岩体施加的所述测试载荷以及移出施加载荷的工具后，历经预设时间后，测量所述损伤岩体的凹陷处的回弹量；

停止对所述损伤岩体施加所述模拟震动声波；

计算所述原始关系曲线在每级所述测试载荷上的斜率，将每级所述测试载荷上的斜率乘以所述回弹量，得到每级所述测试载荷对应的折算回弹量；

将每级所述测试载荷对应的所述凹陷量减去所述折算回弹量，得到每级所述测试载荷对应的折算凹陷量，以绘制所述测试载荷与所述折算凹陷量的折算关系曲线；

根据所述折算关系曲线，计算所述损伤岩体变形模量；

所述根据所述损伤岩体变形模量以及锚杆变形模量，计算得到锚固岩体的增强系数的步骤之前，还包括：

在测试所述损伤岩体的所述变形模量的过程中，同步对所述损伤岩体的表面施加震动，以模拟所述损伤岩体受到外界震动影响的场景。

在一种可行的实施方式中，所述在所述损伤岩体上分级施加测试载荷，并测量每级所述测试载荷对应的所述损伤岩体的凹陷量，得到所述测试载荷与所述凹陷量的原始关系曲线的步骤，包括：