一种施工过程中隧道围岩压力测试方法及相关设备与流程

本说明书涉及隧道工程领域，更具体地说，本发明涉及一种施工过程中隧道围岩压力测试方法及相关设备。

背景技术：

1、围岩压力是在隧道中围岩作用在支护结构上的应力。不同地区的地质环境和支护的设置方式，以及开采过程中的开采方法对隧道的应力都会产生影响，从而改变围岩压力的大小，如果围岩压力超出支护结构的设计要求，则会造成支护结构变形，严重的会引起一些地质灾害。而现有的围岩力确定方法通常只通过安装在隧道内的应力传感器去分析围岩的应力，但是在实际的施工过程中，对于围岩压力的变化并不能做出很好地监控和预警。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为了提出一种能够用于工程中的施工过程中隧道围岩压力测试方法，第一方面，本发明提出一种施工过程中隧道围岩压力测试方法，上述方法包括：

3、获取隧道围岩目标位置的压力监控数据；

4、获取施工设备的施工角度及掘进部件压力；

5、基于上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，其中，上述围岩压力仿真模型是基于历史测量数据和历史仿真数据进行深度学习获取的。

6、可选的，上述压力监控数据包括钢拱架压力数据和已加工围岩压力数据；

7、上述获取隧道围岩目标位置的压力监控数据，包括：

8、获取第一检测位置上的钢拱架压力数据，其中，上述钢拱架压力数据是根据焊接在钢拱架上的压力传感器获取的；

9、获取第二检测位置上的已加工围岩压力数据，其中，上述已加工围岩压力数据是根据预埋在围岩中的压力传感器获取的。

10、可选的，上述获取施工设备的施工角度及掘进部件压力，包括：

11、根据安装在施工设备头部的位置传感器获取的位置数据获取上述施工角度信息；

12、根据上述掘进部件对应的液压组件压力获取上述掘进部件压力。

13、可选的，上述方法还包括：

14、获取隧道围岩目标位置的温度信息；

15、上述基于上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，包括：

16、基于上述温度信息、上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据。

17、可选的，上述方法还包括：

18、根据目标隧道的地质条件构建abaqus初始仿真模型；

19、根据前期获取的初始地质应力信息作为上述abaqus初始仿真模型的初始应力；

20、基于施工进度对上述abaqus初始仿真模型的对应单元模型进行修改和删减；

21、基于施工方向和施工应力利用修改和删减的模型进行仿真以获取上述历史仿真数据；

22、根据历史测量数据和上述历史仿真数据进行深度学习以构建上述围岩压力仿真模型。

23、可选的，基于上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，包括：

24、获取上述施工角度和上述施工方向的第一关联系数；

25、获取上述施工应力和上述掘进部件压力的第二关联系数；

26、选取上述第一关联系数最大且大于预设关联系数的上述施工角度和上述第二关联系数最大且大于上述预设关联系数的上述施工应力作为上述围岩仿真模型的输入确定围岩压力数据。

27、可选的，上述方法还包括：

28、在上述第一关联系数最大值小于上述预设关联系数或上述第二关联系数最大值小于上述预设关联性的情况下，根据第一权重系数、第二权重系数、第一关联系数和第二关联系数计算加权关联系数，其中，上述第一权重系数为上述第一关联系数对应的权重系数，上述第二权重系数为上述第二关联系数对应的权重系数，上述第二权重系数大于上述第一权重系数；

29、选取上述加权关联系数最大对应的上述施工角度和上述施工应力为上述围岩仿真模型的输入确定围岩压力数据。

30、第二方面，本发明还提出一种施工过程中隧道围岩压力测试装置，包括：

31、第一获取单元，用于获取隧道围岩目标位置的压力监控数据；

32、第二获取单元，用于获取施工设备的施工角度及掘进部件压力；

33、确定单元，用于基于上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，其中，上述围岩压力仿真模型是基于历史测量数据和历史仿真数据进行深度学习获取的。

34、第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的施工过程中隧道围岩压力测试方法的步骤。

35、第四方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一项的施工过程中隧道围岩压力测试方法。

36、综上，本申请实施例的施工过程中隧道围岩压力测试方法包括：获取隧道围岩目标位置的压力监控数据；获取施工设备的施工角度及掘进部件压力；基于上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，其中，上述围岩压力仿真模型是基于历史测量数据和历史仿真数据进行深度学习获取的。本申请实施例提供的一种施工过程中隧道围岩压力测试方法，通过历史测量数据和历史仿真数据进行深度学习获取仿真模型，并在施工的过程中及时获取压力监控数据、施工角度和掘进部件压力并利用仿真模型进行仿真，获取当前施工状态下隧道各个位置的围岩压力数据，在施工的过程中实施地进行监控并进行安全预警，提高隧道施工中的安全性。

37、本发明的施工过程中隧道围岩压力测试方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种施工过程中隧道围岩压力测试方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力监控数据包括钢拱架压力数据和已加工围岩压力数据；

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取施工设备的施工角度及掘进部件压力，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述压力监控数据、所述施工角度和所述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

8.一种施工过程中隧道围岩压力测试装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括：存储器和处理器，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的施工过程中隧道围岩压力测试方法的步骤。

10.一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：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的施工过程中隧道围岩压力测试方法。

技术总结
本发明公开了一种施工过程中隧道围岩压力测试方法及相关设备。该方法包括：获取隧道围岩目标位置的压力监控数据；获取施工设备的施工角度及掘进部件压力；基于上述压力监控数据、上述施工角度和上述掘进部件压力和围岩压力仿真模型确定围岩压力数据，其中，上述围岩压力仿真模型是基于历史测量数据和历史仿真数据进行深度学习获取的。本申请通过历史测量数据和历史仿真数据进行深度学习获取仿真模型，并在施工的过程中及时获取压力监控数据、施工角度和掘进部件压力并利用仿真模型进行仿真，获取当前施工状态下隧道各个位置的围岩压力数据，在施工的过程中实施地进行监控并进行安全预警，提高隧道施工中的安全性。

技术研发人员：高军,张洪伟,高源,张远征,纪常永,薛惠玲,高宇馨,刘彦杉,崔洪涛,董斌,白金泉,郑春明,王振华,张勇,边东,王博
受保护的技术使用者：内蒙古自治区交通运输科学发展研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19