• 一种融合试验与监测数据挖掘的高坝岩体卸荷松弛评价方法

    • 摘要:

      本发明公开一种融合试验与监测数据挖掘的高坝岩体卸荷松弛评价方法,首先,基于不同深度位置的岩体发生不同程度的质量降低,确定非柱状节理岩体内纵波波速变化系数与对岩体质量影响之间关系;然后,结合声波测试系统的室内试验,确定柱状节理岩体开挖后岩体内纵波波速变化系数与对岩体质量影响之间关系;引入岩性、结构面、保护层等因素,建立坝基开挖后未测试区的松弛深度估算方法.本发明考虑了工程岩体岩性、结构面出露、开挖措施等对岩体开挖后卸荷松弛深度的影响,更具科学性,更符合工程实际情况.该估算方法可以为高坝坝基岩体工程开挖提供评判准则,具有很强的实用性和广泛的适用性.

    • 专利类型:

      发明专利

    • 申请/专利号:

      CN202010558316.8

    • 申请日期:

      2020.06.18

    • 公开/公告号:

      CN111764369A

    • 公开/公告日:

      2020-10-13

    • 发明人:

      徐卫亚 李浩 徐建荣 何明杰 孟庆祥 闫龙

    • 申请人:

      河海大学

    • 主分类号:

      E02D1/02(2006.01),E,E02,E02D,E02D1

    • 分类号:

      E02D1/02(2006.01),E,E02,E02D,E02D1,E02D1/02

    • 主权项:

      1.一种融合试验与监测数据挖掘的高坝岩体卸荷松弛评价方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)基于不同深度位置的岩体发生不同程度的质量降低,确定非柱状节理岩体内纵波波速变化系数与对岩体质量影响之间关系; (2)基于结合声波测试系统的室内试验,确定柱状节理岩体开挖后岩体内纵波波速变化系数与对岩体质量影响之间关系; (3)基于高坝坝基岩体LSTM神经网络模型的训练结果分析,得到坝基岩体的松弛深度与岩性、结构面、保护层等因素的相关关系,引入岩性、结构面、保护层等因素,建立坝基开挖后未测试区的松弛深度估算方法. 2.根据权利要求1所述的一种融合试验与监测数据挖掘的高坝岩体卸荷松弛评价方法,其特征在于,所述步骤(1)实现过程如下: 引入纵波波速变化系数η定量描述不同波速变化情况与开挖后岩体质量评价的关系若完整未开挖岩体纵波波速为ν0,在开挖工序结束后,高坝坝基岩体纵波波速为νω,则波速变化系数η为: 开挖后非柱状节理岩体内纵波波速变化系数小于10%时认为对对岩体质量无影响,纵波波速变化系数大于10%小于15%时认为对对岩体质量有轻微影响,纵波波速变化系数大于15%时认为对对岩体质量有明显影响;由此,非柱状节理岩体的松弛深度定为纵波波速变化系数10%界限对应的深度值. 3.根据权利要求1所述的一种融合试验与监测数据挖掘的高坝岩体卸荷松弛评价方法,其特征在于,所述步骤(2)实现过程如下: 选定柱状节理岩体节理劣化阶段岩体内声波波速为开挖后无影响和造成轻微影响的界限值;选定应力-应变曲线发生剧烈跌落时对应的岩体内声波波速作为开挖后造成轻微影响和有较大影响的界限值; 高坝坝基钻孔声波试验中对柱状节理玄武岩的松弛深度界定基于孔深~波速曲线,将曲线拐点处深度值定为松弛深度;将柱状节理玄武岩实验区内钻孔声波实验拐点处波速值与未松弛区平均波速统计,发现现场监测资料的松弛深度判断准则与室内试验得出的结论相一致,拐点处波速相对完整柱状节理玄武岩的波速下降约6%;室内试验与现场声波测试试验获得了相同的结论,柱状节理岩体受爆破开挖影响导致的松弛效应更为明显,岩体质量下降对应波速变化敏感,波速下降越6%时可以认为岩体呈松弛状态; 结合室内柱状节理岩体卸荷力学试验中的声波测试结果以及高坝坝基岩体钻孔声波实验的对比分析,开挖后柱状节理岩体内纵波波速变化系数小于6%时认为对对岩体质量无影响,纵波波速变化系数大于6%小于13%时认为对对岩体质量有轻微影响,纵波波速变化系数大于13%时认为对对岩体质量有明显影响;由此,柱状节理岩体的松弛深度定为纵波波速变化系数6%界限对应的深度值. 4.根据权利要求1所述的一种融合试验与监测数据挖掘的高坝岩体卸荷松弛评价方法,其特征在于,所述步骤(3)实现过程如下: 其中,d0为已测试点岩体的松弛深度,dn为待估算点岩体的松弛深度;l0和ln分别为已测试点岩体岩性系数和待估算点岩性系数,非柱状节理岩体取值为1,柱状节理岩体取值为1.61;a0和an分别为已测试点岩体结构面影响系数和待估算点结构面影响系数,无影响区取值为1,弱影响区取值为1.36,中影响区取值为1.53,强影响区取值为1.75;p0和pn分别为已测试点岩体保护层开挖系数和待估算点保护层系数,未设置保护层开挖岩体取值为1,设置5m保护层开挖岩体取值为0.75; 引入高坝坝基开挖后结构面出露的岩体影响分区标准:坝基面出露的结构面交点、交线及相距1.5m以内区域为强影响区,单独出露的结构面及其上下盘距结构面1.5m以内区域为中影响区,距结构面1.5m至3m区域为弱影响区,其他区域为无影响区.