隧道裂隙岩体多尺度属性表征与渗透灾害评估系统及方法

    公开(公告)号:CN118211700B

    公开(公告)日:2024-10-22

    申请号:CN202410260845.8

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本公开提供了隧道裂隙岩体多尺度属性表征与渗透灾害评估系统及方法,涉及地下结构评估技术领域,包括:分别提取大尺度裂缝数据以及中尺度裂缝数据,并分别建模;对不同尺度的裂隙属性模型进行融合,基于CNN和Swin变压器网络结构,从局部和全局角度提取多尺度裂隙特征,Swin变压器中引入t分布自关注机制作为先验知识,对裂隙的精确空间特征进行提取,使用全连接层促进输入数据到权重空间的映射,并通过转置卷积进行上采样重构,输出多尺度裂缝属性图像,并构建多尺度裂缝属性模型;获取地下结构的渗透性数据,获得渗透性的空间分布信息,建立裂缝融合属性与渗透性之间的关系模型,对地下结构进行数值模拟,对地下结构进行灾害评估。

    一种基于多源数据驱动的隧道孪生虚拟体建模方法及系统

    公开(公告)号:CN118171351B

    公开(公告)日:2024-09-20

    申请号:CN202410260826.5

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提出了一种基于多源数据驱动的隧道孪生虚拟体建模方法及系统,基于围岩和掌子面的点云数据和图像数据建立隧道表面模型,基于掌子面内部雷达数据构建掌子面内部裂隙初模型;并利用注浆钻孔,对钻孔内部的点云和声波数据进行采集分析,完成对注浆钻孔内裂隙产状的精准捕捉,实现对注浆钻孔内部裂隙的实时、精准建模;基于注浆钻孔内部模型对掌子面内部裂隙初模型进行调整融合,确保模型建立的准确性;对隧道整体三维模型进行几何体划分,基于点云数据的分布对几何体网格进行调整,保证网格的光滑性,提高网格划分的速度和质量,使划分后的网格能够更好地服务于数值模拟。

    一种隧道瓦斯突出注浆封堵全过程模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN117744519B

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202311735420.X

    申请日:2023-12-15

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提出了一种隧道瓦斯突出注浆封堵全过程模拟方法及系统,涉及岩土工程技术领域,根据工程数据,构建并初始化瓦斯突出注浆封堵模型;基于初始化后的瓦斯突出注浆封堵模型,对三维流场进行流体计算,预测当前时间步的注浆速度场、注浆压力场、相分数场、浆液温度场和浆液粘度场,推进时间步,重复预测步骤,直至达到最终注浆时间步,完成瓦斯突出封堵注浆的模拟;本发明基于多相流理论并考虑浆液粘度的时变性构建瓦斯突出注浆封堵模型,通过引入可压缩性方程刻画瓦斯气体压缩过程,引入能量方程表征气体压缩过程中的温度变化,实现瓦斯突出注浆封堵过程中的真实呈现与精细化描述,从而实现隧道瓦斯突出注浆封堵全过程模拟与风险规避策略和防爆预警指导。

    注浆施工孪生实体传感器布设准则与智能优化方法及系统

    公开(公告)号:CN118364534A

    公开(公告)日:2024-07-19

    申请号:CN202410260867.4

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开了一种注浆施工孪生实体传感器布设准则与智能优化方法及系统,包括:进行掌子面结构特征提取;基于掌子面结构特征进行声信号传感器布设;声信号传感器包括声波传感器和纳米传感器;声波信号传感器固定在掌子面上;基于区域特点将纳米传感器混入浆液中随注浆一同注入待开挖区段,或者,将纳米传感器输送至破碎带内进行靶向布设;并利用荧光物质对纳米传感器进行标记;将传感器的布设覆盖范围、布设密度、布设及时性、监测连续性与局部效果作为评价指标,依据评价指标对传感器的布设进行评分优化,选取最优的传感器布局方案。本发明通过分别布设声波传感器和纳米传感器,将接收数据进行融合分析,并能够对传感器布局的优劣进行可量化评价。

    隧道裂隙识别、预测与分布特征试验模拟验证方法及系统

    公开(公告)号:CN118313107A

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202410260846.2

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本公开提供了隧道裂隙识别、预测与分布特征试验模拟验证方法及系统,涉及隧道裂隙试验验证模型技术领域,包括:获取实际隧道中掌子面裂隙分布数据,模拟整体隧道裂隙分布并构建隧道实体模型;模拟隧道开挖过程,根据整体隧道裂隙分布与每个掌子面的相交关系,构建各个掌子面三维形状以及各种裂隙分布;依照实际隧道钻孔位置设置模型钻孔分布,模拟钻孔与各裂隙相交过程并可视化;根据构建的各个模型,采集每个掌子面的三维信息和颜色信息,获取用于裂隙识别及裂隙预测的有效数据;模拟实际钻孔过程,获取钻孔与各裂隙的相交情况,为验证裂隙共面性试验提供有效数据。

    考虑温度效应的富水破碎岩体CFD-DEM注浆模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN118194744A

    公开(公告)日:2024-06-14

    申请号:CN202410260844.3

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本公开提供了考虑温度效应的富水破碎岩体CFD‑DEM注浆模拟方法及系统,涉及富水破碎岩体注浆技术领域,包括:获取实际岩土体颗粒真实形状数据,建立富水破碎岩体几何模型,初始化流场以及岩土体颗粒位置,建立颗粒的周邻列表;建立流体温度变化与时间的关系,设置流体域与固体域计算时间步长和各项参数;计算流体与固体颗粒间的相互作用力,将流体域流体计算与固体域固体颗粒计算进行耦合,对流体域流体力学方程及固体域动力学方程进行求解,更新求解每个时间步下的流体域的速度、压力的流体参数以及固体域的速度、位置的固体颗粒运动参数,并作为下一时间步计算的基础数据,直到达到最终注浆时间步,完成考虑温度效应的富水破碎岩体注浆模拟。

    基于掌子面和钻孔图像的隧道裂隙共面性匹配方法及系统

    公开(公告)号:CN117853766B

    公开(公告)日:2024-05-10

    申请号:CN202410256878.5

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明提出了基于掌子面和钻孔图像的隧道裂隙共面性匹配方法及系统,涉及隧道裂隙识别领域,对掌子面图像和钻孔高清展开图进行裂隙识别,对裂隙识别图像进行特征增强和裂隙函数拟合,对钻孔裂隙进行聚类,获取裂隙结构面产状的优势分组,计算各钻孔裂隙面在掌子面上的虚构交线;以虚构交线与掌子面裂隙拟合线的相似度作为禁忌搜索算法的目标函数,对钻孔裂隙面与掌子面出露裂隙进行共面匹配,得到裂隙共面性匹配结果;本发明在对掌子面裂隙图像进行智能识别的基础上,实现掌子面表面裂隙与近前方内部裂隙的联合分析,得到裂隙共面性匹配结果,对后续的裂隙建模过程实行联合约束,为实现高精度三维裂隙建模提供数据基础。

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