申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2023-09-25

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN117290928B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2024.01.12#实质审查的生效;2023.12.26#公开

摘要：本发明涉及隧道围岩力学参数数据处理领域，具体涉及一种基于随钻参数的隧道围岩力学参数的反演方法及装置，提高了围岩物理力学参数的全面性。方案包括：在对应围岩等级范围内按梯度选取多组弹性模量和泊松比，计算出其余围岩物理力学参数；根据设定参数计算钻头的钻头转速、冲击荷载以及推进荷载；建立三维数值模型，三维数值模型包括钻头模型和隧道围岩模型；将围岩物理力学参数输入隧道围岩模型，将钻头转速、冲击荷载以及推进荷载施加到钻头上计算钻进速度；在计算得到的多组钻进速度中选取与实际钻进速度差值最小的一组围岩物理力学参数，计算结束并得到该组随钻参数的围岩物理力学参数反演值。本发明适用于隧道围岩力学参数的反演。

主权项：1.基于随钻参数的隧道围岩力学参数的反演方法，其特征在于，所述反演方法包括：S1、通过地质素描查找随钻参数对应的围岩等级，在对应围岩等级范围内按梯度选取多组弹性模量和泊松比，并计算出其余围岩物理力学参数，所述其余围岩物理力学参数包括单轴抗压强度、粘聚力以及内摩擦角；根据在围岩等级范围内按梯度选取的弹性模量，通过相关经验公式得到单轴抗压强度，选取的弹性模量与单轴抗压强度的相关经验公式如下：岩性条件：不区分；第一经验公式：Rc＝4.6359+4.0893E；岩性条件：不区分；第二经验公式：Rc＝-0.3466+6.0556E-0.1269E2；岩性条件：不区分；第三经验公式：Rc＝0.0706E0.8128；岩性条件：灰岩；第四经验公式：E＝-88.4+52.1ρ+0.042Rc；岩性条件：均质，不区分；第五经验公式：E＝350Rc；Rc表示围岩弹性模量，E表示围岩单轴抗压强度，ρ表示围岩密度；在岩性条件仅为不区分时，根据相关系数值选择第一经验公式、第二经验公式或第三经验公式；通过联立M-C准则换算D-P准则中M-C内角点外接圆公式以及M-C准则的变形公式，计算得到粘聚力以及内摩擦角；S2、根据设定参数计算钻头的钻头转速、冲击荷载以及推进荷载；S3、建立三维数值模型，所述三维数值模型包括钻头模型和隧道围岩模型；通过数值分析软件建立三维数值模型，所述三维数值模型包括钻头模型和隧道围岩模型；通过数值分析软件建立三维数值模型具体包括：创建三维模型，使用数值模拟分析软件提供的几何建模工具创建三维模型；分配材料属性，根据材料类型，选择对应的材料模型，并为材料模型分配材料属性，所述材料属性包括弹性模量、泊松比以及密度；网格生成，对三维模型进行网格划分，将其离散化为有限元单元，并选择对应的网格密度和单元类型；定义边界条件，根据分析要求，定义三维模型的边界条件，所述边界条件包括约束围岩模型位移、给钻头施加转速；并定义三维模型的载荷条件，推进荷载以及冲击荷载；定义分析步，根据分析目标，定义对应的分析步，所述分析步为静态分析、模态分析或动态响应分析，并设置分析步的时间范围以及时间步长；运行分析，启动数值模拟分析软件分析器，运行三维模型，并监控分析的进展；结果后处理，分析完成后，使用数值模拟分析软件提供的后处理工具对结果进行分析和可视化，查看应力、位移以及振动模态结果，以评估模型的响应和性能；S4、将围岩物理力学参数输入隧道围岩模型，将获取的钢材参数输入钻头模型，同时将钻头转速、冲击荷载以及推进荷载施加到钻头上计算钻进速度；S5、在计算得到的多组钻进速度中选取与实际钻进速度差值最小的一组围岩物理力学参数，计算结束并得到该组随钻参数的围岩物理力学参数反演值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南交通大学 基于随钻参数的隧道围岩力学参数的反演方法及装置

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