[发明专利]一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法及装置

权利要求书

1.一种地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别方法，其特征在于，所述方法包括：

在待测量扰动力演化过程的目标地下洞室开挖之前，通过钻孔摄像头采集所述目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔的岩体结构特征；

在所述目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于所述目标地下洞室与临近已开挖洞室之间的钻孔中的三分微震传感器，采集所述钻孔周边的岩体破裂震动波信息；

基于所述岩体破裂震动波信息计算每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息；

在所述目标地下洞室的开挖过程中，通过布设于所述钻孔中的扰动应力计，采集所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息；

结合所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息，进行所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析，分析结果作为所述目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三分微震传感器包括第一三分微震传感器以及第二三分微震传感器，所述扰动应力计包括第一扰动应力计、第二扰动应力计以及第三扰动应力计，所述钻孔中沿着所述目标地下洞室到所述临近已开挖洞室的方向，依次布设所述第一三分微震传感器、所述第一扰动应力计、所述第二扰动应力计、所述第三扰动应力计以及所述第二三分微震传感器；

在设置过程中，通过推杆依次将所述第一三分微震传感器、所述第一扰动应力计、所述第二扰动应力计、所述第三扰动应力计以及所述第二三分微震传感器推送至对应位置后回收所述推杆。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述岩体破裂源位置的定位过程包括：

分别测量所述第一三分微震传感器以及所述第二三分微震传感器的空间坐标；

获取所述第一三分微震传感器以及所述第二三分微震传感器采集的震动波信息；

在传播定位机制下，基于所述第一三分微震传感器以及所述第二三分微震传感器采集的震动波信息的交叠位置，确定所述岩体破裂源位置。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一三分微震传感器、所述第一扰动应力计、所述第二扰动应力计、所述第三扰动应力计以及所述第二三分微震传感器，与所述目标地下洞室围岩表面的距离分别为0.5 m、1 m、3 m、7 m、以及8m。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述三分微震传感器以及所述扰动应力计在设置于所述钻孔中的对应位置后，对所述钻孔进行满孔注浆，完成布设。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，在建立的地下洞室数值计算网格的基础上，进行下述分析，其中，临近所述目标地下洞室围岩表面及所述钻孔处进行网格加密：

进行地下洞室开挖模拟，计算所述目标地下洞室在开挖过程中的扰动应力演化过程初步模拟结果；

以所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息为基础数据，反分析所述扰动应力演化过程初步模拟结果中涉及的材料参数和地应力取值，并将吻合所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者的目标扰动应力演化过程模拟结果输出，作为所述目标地下洞室的地下洞室围岩扰动应力演化过程立体识别结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述目标地下洞室的围岩三维立体扰动应力的同时空数值反分析的过程中，以模拟值分别与所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动应力演化信息偏差设置目标函数，运用反向传播神经网络机制建立待反分析参数与目标函数的关系，并通过梯度下降算法进行优化，最终使得更新的所述模拟值与所述钻孔的岩体结构特征、所述每个岩体破裂源位置处的震源视应力演化信息以及所述扰动应力计安装位置处的扰动力演化信息三者相吻合。