一种全断面隧道围岩应力监测方法及相关设备

本发明涉及地下工程，尤其涉及一种全断面隧道围岩应力监测方法及相关设备。

背景技术：

1、全断面隧道掘进，是使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并一次爆破成型，同时进行锚喷支护或先墙拱后衬砌，可以减少对隧道围岩的作业次数，避免对隧道围岩的反复扰动。在施工掘进的过程中，会打破原始状态下平衡的应力分布，进而对围岩的应力分布造成影响，从而可能会产生施工风险。因此，对围岩应力的研究，对隧道掘进具有重大意义。

2、目前的全断面隧道开挖围岩应力数据的分析方法，是通过对设定范围内的隧道围岩进行地质探测，基于探测结果构建应力模型，根据开挖后所得的数据对模型进行修正，获取设定范围内开挖隧道的围岩应力数据。但通过上述方法构建应力模型，无法体现隧道整体内各设定范围之间的岩体相互作用，从而导致设定范围内的应力模型的修正不具有通用性，从而会影响模型的准确性和实用性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种全断面隧道围岩应力监测方法及相关设备，以解决的全断面隧道开挖围岩应力数据的分析方法，通过对设定范围内的隧道围岩构建应力模型，无法体现隧道整体内各设定范围之间的岩体相互作用，从而导致设定范围内的应力模型的修正不具有通用性，从而会影响模型的准确性和实用性的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种全断面隧道围岩应力监测方法，包括：

3、获取隧道围岩的成分构成信息；

4、获取所述隧道围岩的结构信息；

5、根据所述成分构成信息和所述结构信息，确定当前预设范围内所述隧道围岩的当前重心位置；

6、获取所述当前重心位置的当前压力变化情况；

7、根据所述当前压力变化情况，确定所述当前预设范围内所述隧道围岩的当前应力信息。

8、可选的，所述当前重心位置的当前压力变化情况包括所述当前重心位置的当前压力变化方向和所述当前重心位置的当前压力变化数值。

9、可选的，在所述获取隧道围岩的成分构成信息的步骤之前，还包括：

10、获取隧道的掘进路线信息；

11、基于所述掘进路线信息、所述结构信息和所述成分构成信息，确定所述隧道围岩的预设范围。

12、可选的，所述基于所述当前压力变化情况，确定所述当前预设范围内所述隧道围岩的当前应力信息，包括：

13、根据所述当前预设范围，获取所述当前预设范围内所述隧道围岩的初始应力信息，其中，所述初始应力信息包括初始应力方向和初始应力数值；

14、基于所述当前压力变化情况和所述初始应力信息，确定所述隧道围岩的当前应力方向和当前应力数值。

15、可选的，所述的全断面隧道围岩应力监测方法，还包括：

16、在当前预设范围内当前重心位置的压力发生变化的情况下，获取所述隧道围岩的运动情况；

17、基于所述运动情况，确定与所述当前预设范围相邻的至少一个第一目标预设范围；

18、获取所述第一目标预设范围内隧道围岩的第一重心位置；

19、获取所述第一目标预设范围内隧道围岩的第一重心位置的第一压力变化情况；

20、基于所述第一压力变化情况，确定所述第一目标预设范围内所述隧道围岩的第一应力信息。

21、可选的，所述基于所述掘进路线信息、所述结构信息和所述成分构成信息中，确定所述隧道围岩的预设范围，包括：

22、在所述掘进路线中存在坡道路段的情况下，获取所述隧道的坡度信息；

23、基于所述坡道信息，确定所述隧道围岩的坡道预设阈值；

24、根据所述坡道预设阈值，确定所述隧道围岩的坡道预设范围；

25、在所述掘进路线中存在转弯路段的情况下，获取所述隧道的转弯角度信息；

26、基于所述转弯角度信息，确定所述隧道围岩的转弯预设阈值；

27、根据所述转弯预设阈值，确定所述隧道围岩的转弯预设范围；

28、基于所述坡道预设范围和所述转弯预设范围中的至少一者，确定所述隧道围岩的预设范围。

29、可选的，所述基于所述掘进路线信息、所述结构信息和所述成分构成信息中的至少一者，确定所述隧道围岩的预设范围，包括：

30、基于所述结构信息，确定所述隧道围岩的滑落程度；

31、在所述滑落程度大于预设滑落阈值的情况下，基于所述滑落程度确定所述隧道围岩的结构预设范围，其中，所述预设滑落阈值为所述隧道围岩发生滑落对应的滑落程度；

32、基于所述成分构成信息，确定所述隧道围岩的稳定程度；

33、在所述稳定程度小于预设稳定阈值的情况下，基于所述稳定程度确定所述隧道围岩的稳定预设范围，其中，所述预设稳定阈值为所述隧道围岩发生破裂对应的稳定程度。

34、第二方面，本发明还提供了一种全断面隧道围岩应力监测装置，包括：

35、第一获取模块，用于获取隧道围岩的成分构成信息；

36、第二获取模块，用于获取所述隧道围岩的结构信息；

37、第一确定模块，用于根据所述成分构成信息和所述结构信息，确定当前预设范围内所述隧道围岩的当前重心位置；

38、第三获取模块，用于获取所述当前重心位置的当前压力变化情况；

39、第二确定模块，用于根据所述当前压力变化情况，确定所述当前预设范围内所述隧道围岩的当前应力信息。

40、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，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上述第一方面任一种所述的车辆天幕玻璃显示方法的步骤。

41、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一种所述的车辆天幕玻璃显示方法的步骤。

42、由以上技术方案可知，本发明提供了一种全断面隧道围岩应力监测方法及相关设备，该方法包括：获取隧道围岩的成分构成信息；获取所述隧道围岩的结构信息；基于所述成分构成信息和所述结构信息，确定当前预设范围内所述隧道围岩的当前重心位置；获取所述当前重心位置的当前压力变化情况；基于所述当前压力变化情况，确定所述当前预设范围内所述隧道围岩的当前应力信息。由于目前的全断面隧道开挖围岩应力数据的分析方法，是通过对设定范围内的隧道围岩进行地质探测，基于探测结果构建应力模型，根据开挖后所得的数据对模型进行修正，获取设定范围内开挖隧道的围岩应力数据。但通过上述方法构建应力模型，无法体现隧道整体内各设定范围之间的岩体相互作用，例如，当前段岩体表面发生滑落，滑落的部分岩体可能会停留在相邻段的岩体表面，导致上述相邻段和当前段的岩体围岩应力发生变化，从而导致设定范围内的应力模型的修正不具有通用性，从而会影响模型的准确性和实用性。而本技术实施例通过获取隧道围岩的成分构成信息和结构信息，确定隧道围岩的当前重心位置，获取当前重心位置的当前压力变化情况，基于所述当前压力变化情况，确定隧道围岩的当前应力信息，通过重心位置的压力变化情况，可以确定围岩的结构变化情况，可以基于结构变化情况，确定当前预设范围内的岩体结构变化对相邻预设范围内的岩体的结构影响，提高应力监测方法的实用性和准确性。