中国科学院武汉岩土力学研究所朱元广获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院武汉岩土力学研究所申请的专利一种巷道围岩力学参数分区动态反演方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119106616B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411324546.2,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种巷道围岩力学参数分区动态反演方法是由朱元广;王璇尧;刘滨;李培涛;杨战标;刘学伟;刘泉声;薛皓元;陈梓涛设计研发完成,并于2024-09-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种巷道围岩力学参数分区动态反演方法在说明书摘要公布了:本发明涉及土木和采矿工程技术领域,公开了一种巷道围岩力学参数分区动态反演方法,包括以下步骤:S1、采集巷道断面形状和巷道围岩等级数据,根据巷道围岩等级与断面形状,确定围岩反演边界与反演时刻,在反演边界内开展原位试验,获取地应力测试数据和反演时刻围岩应变监测数据;S2、根据反演时刻应变监测数据绘制应变‑孔深拟合曲线,确定围岩特征深度,划分围岩反演区域,建立反演计算模型。本发明反演出当前各反演区域范围和软化损伤系数,从而确定各反演区域内围岩力学参数,实现巷道围岩力学参数的分区化动态获取,能够及时准确掌握巷道围岩不同区域的围岩力学参数演化,进而可实现巷道稳定性的动态评估与支护的科学决策。
本发明授权一种巷道围岩力学参数分区动态反演方法在权利要求书中公布了:1.一种巷道围岩力学参数分区动态反演方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1、采集巷道断面形状和巷道围岩等级数据,根据巷道围岩等级与断面形状,确定围岩反演边界与反演时刻,在反演边界内开展原位试验,获取地应力测试数据和反演时刻围岩应变监测数据; 所述步骤S1中反演边界指的是数值反演计算模型的宽度、高度、深度和中心点; 其中,岩数值反演计算模型的宽度和高度一致,深度与巷宽比为5-12:1;宽度与巷宽比为4-8:1; 直墙半圆拱形巷道的半圆直径或圆形巷道为圆的直径或矩形巷道为矩形的长作为当前巷道的巷宽; 中心点为反演计算模型宽高断面的形心与巷道断面的空间位置关系,直墙半圆拱形巷道的中心点与半圆的圆心重合,圆形和矩形巷道的中心点与巷道断面形心重合; 步骤S2、根据反演时刻应变监测数据绘制应变-孔深拟合曲线,确定围岩特征深度,划分围岩反演区域,建立反演计算模型; 所述步骤S2中围岩特征深度包括峰值深度和屈服深度,所述峰值深度指的是岩石峰值应变与拟合曲线应变值相等时对应的孔深,所述屈服深度指的是岩石屈服应变与拟合曲线应变值相等时对应的孔深;所述峰值应变和屈服应变是根据单轴压缩条件下岩石全应力-应变曲线确定; 所述步骤S2中反演特征圆包括第一特征圆、第二特征圆、第三特征圆和第四特征圆,均以反演计算模型中心点为圆心; 其中,第一特征圆的半径为中心点至最大屈服深度位置的距离,第二特征圆的半径为中心点至最小屈服深度位置的距离,第三特征圆的半径为中心点至最大峰值深度位置的距离,第四特征圆的半径为中心点至最小峰值深度位置的距离;最大屈服深度、最小屈服深度、最大峰值深度和最小峰值深度分别为屈服深度与峰值深度的最大值与最小值; 所述步骤S2中反演区域包括弹性反演区、弹性-损伤反演区、损伤反演区、损伤-破裂反演区和破裂反演区; 其中,弹性反演区为第一特征圆与反演边界之间的区域;弹性-损伤反演区为第一特征圆与第二特征圆之间的区域;损伤反演区为第二特征圆与第三特征圆之间的区域;损伤-破裂反演区域为第三特征圆与第四特征圆之间的区域;破裂反演区为巷道轮廓线与第四特征圆之间的区域; 步骤S3、根据地应力数据和反演计算模型,采用正交试验方法,模拟巷道开挖过程,建立围岩力学参数与围岩应变样本数据库; 步骤S4、根据反演时刻应变监测数据,采用MEA-BP联合反演方法,依次确定各反演区域围岩力学参数值; 所述步骤S4中依次确定各反演区域围岩力学参数值包括以下步骤: 步骤A1、假定所有反演区域的弹性参数相同,根据弹性区应变监测数据计算弹性区岩体力学参数; 步骤A2、根据弹性区岩体力学参数,假定其它反演区域岩体力学参数相同,根据弹性-损伤区应变监测数据计算弹性-损伤区岩体力学参数; 步骤A3、根据弹性区和弹性-损伤区岩体力学参数,假定其它反演区域岩体力学参数相同,根据损伤区应变监测数据计算损伤区岩体力学参数; 步骤A4、根据弹性区、弹性-损伤区、损伤区岩体力学参数,假定其它反演区域岩体力学参数相同,根据损伤-破裂区应变监测数据计算损伤-破裂区岩体力学参数; 步骤A5、根据弹性区、弹性-损伤区、损伤区、损伤-破裂区岩体力学参数,假定其它反演区域岩体力学参数相同,根据破裂区应变监测数据计算破裂区岩体力学参数; 步骤S5、重复步骤S2~步骤S4,动态定期划分围岩反演区域,计算反演区域内的力学参数,直至应变监测结束。
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