深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法、装置、设备、介质及产品与流程

专利2025-06-03  29


本申请涉及岩石力学领域,特别是涉及一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法、装置、设备、介质及产品。


背景技术:

1、深部工程片帮现象是指在深部地下开采或隧道挖掘等工程活动中,由于高地应力、复杂的地质条件、强烈的构造活动等因素,导致岩石内部发生破裂,从而在工程结构的侧壁上形成片状或板状的岩层剥离或坍塌现象。片帮现象在深部隧道、矿山、地下厂房等工程中较为常见,对工程的安全和稳定性构成了严重威胁。因此,深部地下工程片帮现象的研究对于保障工程安全、提高经济效益、保护环境、促进科学理论和技术进步等方面都具有重要的意义。

2、传统的围岩片帮破坏深度评估方法多依赖于经验公式、类比工程或简单的力学分析,这些方法往往难以全面考虑深部地下工程所处的复杂地质环境及多场耦合作用下的岩石力学行为。现有的评估方法大多基于一维/二维应力状态进行分析,未能真实反映岩石在真三轴应力条件下的起裂强度。另外,在深部工程中,岩石的破坏形式多种多样,其中劈裂破坏与片帮破坏在表现形式上具有一定的相似性,现有的评估方法往往无法有效区分这两种破坏模式,导致对片帮破坏深度的评估结果存在偏差。此外,传统评估方法在处理非线性、多因素耦合的复杂系统时存在局限性,难以精确预测围岩片帮的破坏深度。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法、装置、设备、介质及产品,可实现片帮破坏深度的准确预测。

2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:

3、第一方面,本申请提供了一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,所述深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法包括:

4、获取深部工程完整围岩的片帮潜在发生位置处的原岩应力;

5、根据所述原岩应力计算裂纹劈裂破坏模式评价指标和岩石真三轴启裂应力;所述裂纹劈裂破坏模式评价指标为深部工程完整围岩在三维应力状态下与劈裂破坏模式有关的裂纹劈裂破坏模式的评价指标;

6、根据深部工程完整围岩的整体结构计算深部工程完整围岩的隧洞尺寸和高跨比;

7、根据所述原岩应力和所述高跨比计算深部工程完整围岩的隧洞片帮区最大集中应力;

8、将原岩应力、裂纹劈裂破坏模式评价指标、岩石真三轴启裂应力、隧洞尺寸和高跨比输入至片帮破坏深度预测模型,获得深部工程完整围岩的片帮破坏深度;所述片帮破坏深度预测模型通过对随机森林模型训练获得。

9、第二方面,一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测装置,该深部工程完整围岩片帮破坏深度预测装置应用上述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,所述深部工程完整围岩片帮破坏深度预测装置包括:

10、原岩应力获取模块,用于获取深部工程完整围岩的片帮潜在发生位置处的原岩应力;

11、第一计算模块,用于根据所述原岩应力计算裂纹劈裂破坏模式评价指标和岩石真三轴启裂应力;所述裂纹劈裂破坏模式评价指标为深部工程完整围岩在三维应力状态下与劈裂破坏模式有关的裂纹劈裂破坏模式的评价指标;

12、第二计算模块,用于根据深部工程完整围岩的整体结构计算深部工程完整围岩的隧洞尺寸和高跨比;

13、第三计算模块,用于根据所述原岩应力和所述高跨比计算深部工程完整围岩的隧洞片帮区最大集中应力;

14、预测模块,用于将原岩应力、裂纹劈裂破坏模式评价指标、岩石真三轴启裂应力、隧洞尺寸和高跨比输入至片帮破坏深度预测模型,获得深部工程完整围岩的片帮破坏深度;所述片帮破坏深度预测模型通过对随机森林模型训练获得。

15、第三方面,一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法。

16、第四方面,一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法。

17、第五方面,一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法。

18、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:

19、本申请提供了一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法、装置、设备、介质及产品。本申请将原岩应力、裂纹劈裂破坏模式评价指标、岩石真三轴启裂应力、隧洞尺寸和高跨比等作为预测参数,并利用随机森林算法强大的非线性处理能力和良好的泛化性能,实现了对地下工程完整围岩片帮破坏深度的准确判别。



技术特征:

1.一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,其特征在于,所述深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法包括:

2.根据权利要求1所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,其特征在于,根据所述原岩应力计算裂纹劈裂破坏模式评价指标和岩石真三轴启裂应力,具体包括:

3.根据权利要求1所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,其特征在于,根据所述原岩应力计算裂纹劈裂破坏模式评价指标和岩石真三轴启裂应力,具体包括:

4.根据权利要求1所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,其特征在于,根据深部工程完整围岩的整体结构计算深部工程完整围岩的隧洞尺寸和高跨比,具体包括:

5.根据权利要求1所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,其特征在于,根据所述原岩应力和所述高跨比计算深部工程完整围岩的隧洞片帮区最大集中应力的公式为:

6.一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测装置,其特征在于,深部工程完整围岩片帮破坏深度预测装置应用权利要求1-5任一项所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法,所述深部工程完整围岩片帮破坏深度预测装置包括:

7.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一项所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法。

8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法。

9.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法。


技术总结
本申请公开了一种深部工程完整围岩片帮破坏深度预测方法、装置、设备、介质及产品,涉及岩石力学领域。该方法包括:获取深部工程完整围岩的片帮潜在发生位置处的原岩应力;根据所述原岩应力计算裂纹劈裂破坏模式评价指标和岩石真三轴启裂应力;根据深部工程完整围岩的整体结构计算深部工程完整围岩的隧洞尺寸和高跨比;根据所述原岩应力和所述高跨比计算深部工程完整围岩的隧洞片帮区最大集中应力;利用片帮破坏深度预测模型,获得深部工程完整围岩的片帮破坏深度。实现了片帮破坏深度的准确预测。

技术研发人员:王刚,高要辉,刘宁
受保护的技术使用者:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-24960.html