基於3d地質模型及實時監控大壩灌漿工程分析控制方法
2023-10-07 17:27:29 4
基於3d地質模型及實時監控大壩灌漿工程分析控制方法
【專利摘要】本發明屬於大壩基礎灌漿實時控制領域，為確保整個灌漿過程處於受控狀態，從而保證灌漿工程的質量，為達到上述目的，本發明採取的技術方案是，基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法包括如下步驟：（1）建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型；（2）基於新增灌漿孔實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型；（3）建立實測灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係；（4）進行灌漿孔單位注灰量動態預測；（5）灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析。本發明主要應用於土木工程灌漿場合。
【專利說明】基於3D地質模型及實時監控大壩灌漿工程分析控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於大壩基礎灌漿實時控制領域，涉及大壩基礎的三維地質建模(裂隙模型)以及基於三維地質模型(裂隙模型)的灌漿參數(單位注灰量)預測，並通過實時監控技術實現對大壩灌漿工程施工過程的實時監控與報警分析。具體講，涉及基於3D (三維)地質模型及實時監控大壩灌漿工程分析控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著中國高壩建設的不斷發展，地質條件良好的壩址已經儘先開發，中國的水利水電將面臨越來越多的地質條件複雜的工程建設(陳益峰等，2010)，因此有效的對壩基處理是保證大壩安全運行的重要條件。灌漿作為壩基加固的一種手段，在近些年來得到廣泛的應用，作為一種比較成熟的技術手段，其可以改善壩基的性能，提高壩基巖體的強度，降低壩基的滲透性，是解決地基沉降變形、滲透穩定、深層抗滑穩定等問題的重要工程措施。然而由於灌漿是地下隱蔽工程，我們無法直接觀察到漿液在裂隙中的流動，所以如何實現灌漿過程的實時分析控制是目前灌漿工程面臨的一個重要問題。基於這個問題國內外學者開展了相關的研究。
[0003]在國內，1985年中國水利水電基礎工程局科學研究所和天津大學電力及自動化工程系最早進行灌漿自動化控制研究，與此同時針對灌漿過程的監控系統也得到了不斷的發展。韓偉等(2001)開發出了智能灌漿監控系統G2000，該系統實現了灌漿壓力、流量和密度等參數實時監控，並成功將該系統應用至小浪底灌漿工程中。鮑穎綱(2004)在其碩士論文提出基於分布式數據採集網絡下的灌漿壓力、流量、密度等參數的實時監控系統。饒小康(2013)提出基於B/S結構的灌漿實時控制系統，系統採用網絡技術、資料庫技術和編程技術，建立灌漿數位化管理系統，實現對現場灌漿施工的實時監控、數據整編、數據查詢、統計分析。在國外，從七、八十年代，一些工程開始運用計算機技術對灌漿參數進行自動採集，從八十年代開始，灌漿記錄儀在國外的應用逐漸普及，注漿參數的實時監測技術也在一直持續發展，現在已經發展成為數位訊號、數據處理計算和數據顯示。Dreese et al (2003)指出利用新的數據通信系統和傳感器技術，目前灌漿工程師可以在任何地方實時獲取灌漿信息。F.B.Gularte et al(2012)指出通過動態處理實時的灌漿數據，為管理人員對灌漿工藝的調整提供了必要的支持。Kobay-ashi et al (2008)和Still et al (2009)通過耦合在線監控技術與實時預測理論提出「灌漿的實時控制方法但是該方法沒有結合地質條件對灌漿主要參數進行實時控制。
[0004]從近些年來國內外學者研究中不難發現，目前對灌漿過程的控制分析主要表現在灌漿數據的實時監控與整理分析，地質條件作為影響灌漿工程質量的重要條件，在這些研究中鮮有體現，所以本發明提出基於3D地質模型的大壩灌漿工程實時分析控制方法，該方法在灌漿領域還未見報導。
[0005][I]陳益峰，周創兵，胡冉，李典慶，榮冠.大型水電工程滲流分析的若干關鍵問題研究.巖土工程學報，2010第32卷第9期1448-1454.[0006][2]韓偉，趙存厚.小浪底灌漿工程中開發和應用的灌漿監控系統，水利水電技術第32卷2011年第11期，33-34
[0007][3]鮑穎綱.智能灌漿數據記錄系統研究[D]，2004.[0008][4]饒小康，王暉.基於結構的灌漿數位化系統在水利工程中的應用，2013，2月，第30卷第2期，79-82
[0009][5]Dreese, T.L., Wilson, D.B., Heenan, D.M., and Cockburn, J.(2003).「Stateof the Art in Computer Monitoring and Analysis of Grouting」，Grouting andTreatment, ASCE Geotechnical Sp ecial Publication N0.120.[0010][6]F.B.Gularte，D.A.Ringen, L.S.Shao (2012).，，Advances in Monitoringand Control Systems for High Mobility Grouting」 ASCE, Grouting and DeepMixing2012, pp.1238-1247.[0011][7] Kobayashi S, Stille H, Gustaf son G, Stille B(2008)Real timegrouting control method:development and application using A " spo " HRL data.R-08-133, Swedish Nuclear Fueland Waste Management Company, Stockholm, Sweden
[0012][8]Stille B,Stille H, Gustafson G, Kobayashi S(2009)Experience withthe real time grouting control method.Geomech Tunn2 (5):447 - 459.do1:10.1002/geot.2009.00036)
【發明內容】
[0013]本發明旨在克服現有技術的不足，尤其目前對灌漿過程的控制分析主要表現在灌漿數據的實時監控與整理分析，地質條件作為影響灌漿工程質量的重要條件，並沒有在目前的研究中體現。為確保整個灌漿過程處於受控狀態，從而保證灌漿工程的質量，為達到上述目的，本發明採取的技術方案是，基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法包括如下步驟:
[0014](I)建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型；
[0015](2)基於新增灌漿孔實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型；
[0016](3)建立實測灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係;
[0017](4)進行灌漿孔單位注灰量動態預測；
[0018](5)灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析。
[0019]建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型:
[0020](I)基於水電工程地質構造特點，將地質數據分為確定性和統計性，依據不同數據類型，分別採用三維混合數據結構和蒙特.卡洛(Monte Carlo)技術的建模方法實現三維地質模型的構建；數據類型主要包括3類:1、字符型數據，包括:巖層的名稱及編號，軟弱夾層的級別和規模，斷層的代號，裂隙的編號；2、圖片型數據，包括:地質橫軸面剖面、裂隙素描圖、灌漿孔的平面布置圖、大壩壩體 的剖面圖和廊道的平面布置圖；3、數值型數據，包括:巖層的產狀、裂隙的跡長和間距、灌漿孔的坐標、長度、傾向和方位角；[0021](2)基於確定性地質數據，採用三維混合數據結構，地質構造曲面和地質體的非均勻有理樣條(NURBS)構造技術，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型構建；
[0022](3)基於統計型地質數據，採用蒙特?卡洛(Monte Carlo)技術對裂隙的幾何參數進行模擬，通過裂隙的幾何參數對裂隙三維網絡進行構建；
[0023](4)基於布爾運算分析模型之間的空間位置關係，對重疊的地質體進行布爾差運算，從而實現各類地質模型在空間位置上的耦合。
[0024]基於灌漿孔新增實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型:
[0025](I)提取新增實測鑽孔錄像、巖芯照片的地質信息，並建立對應的地質信息庫，包括實測二維地質剖面線，實測裂隙幾何參數；
[0026](2)用實測二維地質剖面線代替地質模型中相同位置的模擬地質剖面線，結合原有的確定性地質數據，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型的動態更新；
[0027](3)基於實測裂隙幾何參數，建立實測裂隙三維模型，並對Monte Carlo模擬得出的裂隙幾何參數進行優化。進而通過動態校核技術，動態校核裂隙三維網絡模型，確保實測區的裂隙空間分析與實際裂隙分布一致，從而實現三維網絡裂隙模型的動態更新。
[0028]建立灌漿孔的實測地質條件，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係:
[0029]( I)建立灌漿孔實測地質條件樣本數據集，灌漿孔透水率樣本數據集以及灌漿孔單位注灰量樣本數據集；
[0030](2)依據灌漿孔相交的裂隙數量，裂隙的隙寬以及巖體的屬性，將灌漿孔實測地質條件樣本數據集中的數據進行分類；
[0031](3)在地質條件樣本數據集分類的基礎上，依據透水率的分布區間，對各類地質條件下的灌漿孔透水率樣本數據集中的數據進行分類；
[0032](4)通過線性回歸、多元統計分析方法，建立各類地質條件，不同透水率區間下的，單位注灰量與透水率及地質條件的函數關係，該函數關係隨著樣本的增加將被進一步優化。
[0033]進行灌漿孔單位注灰量動態預測:
[0034]( I)依據灌漿孔的幾何數據，建立灌漿孔三維模型，通過布爾交集計算，確定與灌漿孔相交的地質體和裂隙,通過腳本程序自動獲取與每個灌漿孔相交的地質體的巖體屬性和裂隙的數量及寬度，從而實現對任意灌漿孔地質條件的預測；
[0035](2)依據灌漿孔地質條件預測值以及實時採集的透水率數據，通過已經建立的灌漿孔地質條件、透水率和單位注灰量三者之間的函數關係，實現對任意灌漿孔的單位注灰量的動態預測；
[0036]灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析:
[0037]針對正在施工的灌漿孔，實時監控其對應的灌漿壓力、流量、密度和表觀呂容值四參數，並將每個灌漿孔實時採集到的單位注灰量值與其對應的單位注灰量預測值進行動態比較，如果實測值小於預測值，那麼繼續灌漿，並判斷該孔是否滿足灌漿結束條件，若滿足則結束灌漿，否則比較下一條實測灌漿數據與預測值的關係，直至滿足灌漿結束標準，結束該孔灌漿施工。如果實測值大於等於預測值，則發生報警，通過報警裝置提示現場工作人員，接到報警信息後，現場人員立即停止該孔的施工，並查找發生報警的具體原因，依據原因管理人員提出新的灌漿措施並開始重新灌漿。
[0038]本發明的技術特點及效果:
[0039](I)與已有的技術相比，本發明是依據3D地質模型及實時監控技術，對大壩灌漿工程進行監控和分析，建立了包含三維裂隙模型的地質模型以及模型的動態更新方法。通過建立地質條件，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係，實現了灌漿孔的單位注灰量的預測。進一步實現了灌漿施工過程單位注灰量的實時監控與報警控制分析；
[0040](2)實現了任意灌漿孔的地質條件和單位注灰量的預測，使得施工人員在灌漿施工之前，對任意灌漿孔的地質條件以及注灰量有了明確的認識；
[0041](3)確保了整個灌漿過程處於受控狀態，為管理人員調整施工工藝提供了必要的支持，從而保證了整個灌漿工程的施工質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1總體技術流程。
[0043]圖2確定性三維地質模型模擬流程。
[0044]圖3裂隙動態校核流程。
[0045]圖4灌漿施工監測網絡。
【具體實施方式】
[0046]本發明目的在於:1、建立滿足工程實際要求的三維地質模型(裂隙模型)；2、建立灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係3、實現灌漿孔單位注灰量的預測分析；4、實時監控灌漿孔灌漿過程(灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數)，對單位注灰量異常孔段進行報警；5、確保整個灌漿過程處於受控狀態，從而保證灌漿工程的質量。
[0047]為達到上述目的，本發明採取的技術方案是，基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，包括如下步驟:
[0048]建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型；
[0049](I)基於新增灌漿孔實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型；
[0050](2)建立實測灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係;
[0051](3)進行灌漿孔單位注灰量動態預測；
[0052](4)灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析；
[0053]1.建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型
[0054](I)基於水電工程地質構造特點，將地質數據分為確定性和統計性，依據不同數據類型，採用不同的建模方法實現三維地質模型的構建；
[0055](2)基於確定性地質數據，採用三維混合數據結構，地質構造曲面和地質體的非均勻有理樣條(NURBS)構造技術，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型構建；[0056](3)基於統計型地質數據，採用Monte Carlo技術對裂隙的幾何參數進行模擬，通過裂隙的幾何參數對裂隙三維網絡進行構建；
[0057](4)基於布爾運算分析模型之間的空間位置關係，對重疊的地質體進行布爾差運算，從而實現各類地質模型在空間位置上的耦合；
[0058]2.基於灌漿孔新增實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型
[0059](I)提取新增實測鑽孔錄像、巖芯照片的地質信息，並建立對應的地質信息庫，包括實測二維地質剖面線，實測裂隙幾何參數；
[0060](2)用實測二維地質剖面線代替地質模型中相同位置的模擬地質剖面線，結合原有的確定性地質數據，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型的動態更新；
[0061](3)基於實測裂隙幾何參數，建立實測裂隙三維模型，並對Monte Carlo模擬得出的裂隙幾何參數進行優化。進而通過動態校核技術，動態校核裂隙三維網絡模型，確保實測區的裂隙空間分析與實際裂隙分布一致，從而實現三維網絡裂隙模型的動態更新。
[0062]3.建立灌漿孔的實測地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係
[0063]( I)建立灌漿孔實測地質條件樣本數據集，灌漿孔透水率樣本數據集以及灌漿孔單位注灰量樣本數據集；
[0064](2)依據灌漿孔相交的裂隙數量，裂隙的隙寬以及巖體的屬性，將灌漿孔實測地質條件樣本數據集中的數據進行分類；
[0065](3)在地質條件樣本數據集分類的基礎上，依據透水率的分布區間，對各類地質條件下的灌漿孔透水率樣本數據集中的數據進行分類；
[0066](4)通過線性回歸、多元統計分析方法，建立各類地質條件，不同透水率區間下的，單位注灰量與透水率及地質條件的函數關係，該函數關係隨著樣本的增加將被進一步優化。
[0067]4.進行灌漿孔單位注灰量動態預測
[0068]( I)依據灌漿孔的幾何數據，建立灌漿孔三維模型，通過布爾交集計算，確定與灌漿孔相交的地質體和裂隙,通過腳本程序自動獲取與每個灌漿孔相交的地質體的巖體屬性和裂隙的數量及寬度，從而實現對任意灌漿孔地質條件的預測；
[0069](2)依據灌漿孔地質條件預測值以及實時採集的透水率數據，通過已經建立的灌漿孔地質條件、透水率和單位注灰量三者之間的函數關係，實現對任意灌漿孔的單位注灰量的動態預測；
[0070]5.灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析；
[0071]針對正在施工的灌漿孔，實時監控其對應的灌漿壓力、流量、密度和表觀呂容值四參數，並將每個灌漿孔實時採集到的單位注灰量值(數據間隔為5s)與其對應的單位注灰量預測值進行動態比較，如果實測值小於預測值，那麼繼續灌漿，並判斷該孔是否滿足灌漿結束條件，若滿足則結束灌漿，否則比較下一條實測灌漿數據與預測值的關係，直至滿足灌漿結束標準，結束該孔灌漿施工。如果實測值大於等於預測值，則發生報警，通過報警裝置提示現場工作人員，接到報警信息後，現場人員立即停止該孔的施工，並查找發生報警的具體原因，依據原因管理人員提出新的灌漿措施並開始重新灌漿(復灌)。
[0072]下面結合附圖和【具體實施方式】進一步詳細說明本發明。
[0073]基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法的總體技術流程見圖1，該方法具體包括:
[0074](I)建立大壩基礎包含裂隙網絡模型的三維地質模型；
[0075](2)動態更新三維地質模型與裂隙模型；
[0076](3)擬合實測灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係;
[0077](4)大壩灌漿工程灌漿孔單位注灰量動態預測；
[0078](5)灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析；
[0079]下面結合附圖和具體實施實例進一步詳細說明本發明。
[0080](一)建立大壩基礎包含裂隙網絡模型的三維地質模型
[0081](I)基於水電工程地質構造特點，將地質數據分為確定性和統計性兩類數據，確定性數據用於構建空間位置確定、分布範圍廣的結構面，主要包括巖層、斷層、風化層、軟弱夾層。統計性數據用於構建具有分布數量多、分布形式多呈現隨機性的裂隙模型。
[0082](2)圖2為基於確定性地質數據，採用三維混合數據結構，地質構造曲面和地質體的NURBS構造技術，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型構建的流程；
[0083](3)裂隙三維網絡的模擬主要包括一下7個步驟:1)確定採樣區域，根據實際採樣區域內裂隙的產狀進行有效的分組；2)確定每組裂隙的數量和密度；3)確定每組裂隙跡長、間距、產狀等幾何參數所服從的概率模型；4)利用Monte Carlo方法生成一系列模擬參數，並驗證生成的結果滿足預期的概率模型；5)生成每組裂隙的三維裂隙網絡模型；6)剖切裂隙模型，對每組裂隙跡長、間距的參數進行校核，保證其與預設值向一致；7)生成初步三維網絡模型；
[0084](4)基於布爾運算分析地質模型與裂隙模型之間的空間位置關係，對重疊的地質體進行布爾差運算，從而實現各類地質模型在空間位置上的耦合；
[0085](二)動態更新三維地質模型與裂隙模型；
[0086](I)由於新增的鑽孔錄像和巖芯圖片為圖片格式，為了保證這些信息能夠用來更新地質模型和裂隙模型，需要對這些信息進行數位化處理。首先提取鑽孔錄像和巖芯圖片揭露的裂隙和巖性分布，包括裂隙的分布高程、走向、傾向、傾角、隙寬，巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的分布高程。其次將上述信息建立對應的地質信息庫。最終將資料庫中的信息表現為實測的二維地質剖面線以及裂隙的幾何參數。
[0087](2)用實測二維地質剖面線代替地質模型(步驟I地質模型)中相同位置的模擬地質剖面線，結合原有的確定性地質數據，包括地形等高線、地質點資料、遙感圖像、鑽孔、平硐及物探信息，採用三維混合數據結構，地質構造曲面和地質體的NURBS構造技術，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型的動態更新；
[0088](3)將實測裂隙幾何參數作為Monte Carlo模擬的新增樣本數據，結合原有的樣本，採用步驟1- (3)的方法，再次模擬裂隙的三維網絡；
[0089](4)基於實測裂隙幾何參數，建立實測裂隙三維模型，通過動態校核技術，將實測裂隙與模擬裂隙模型進行動態校核，在校核過程中採用分組方式，每組裂隙採用最近原則，即用同組裂隙中，模擬裂隙用與之中心點距離最近的實測裂隙代替，在同組實測裂隙與模擬裂隙動態校核時可能有三種情況:1)實測裂隙多餘模擬裂隙；2)實測裂隙等於模擬裂隙；3)實測裂隙小於模擬裂隙；第一種情況保留剩餘實測裂隙，第二種情況則耦合完畢，第三種情況，通過調整裂隙的幾何位置保證模擬裂隙不在揭露面揭示即可，圖3為裂隙動態校核流程圖。
[0090](三)擬合實測灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係
[0091 ] ( I)建立灌漿孔實測地質條件樣本數據集G，灌漿孔透水率樣本數據集P以及灌漿孔單位注灰量樣本數據集C ;
[0092](2)依據與灌漿孔相交的裂隙數量，裂隙的隙寬以及巖體的屬性，將灌漿孔實測地
質條件樣本數據集中的數據進行分類，分別記作gi，g2......S1^g1代表第一類地質條件，gn代
表第m類地質條件。
[0093](3)依據透水率的分布區間，對灌漿孔透水率樣本數據集中的數據進行分類，分別記作Pl，P2……pn，P1R表灌漿孔透水率在第I區間，PnR表灌漿孔透水率在第η區間，結合地質條件樣本數據集分類，實現地質條件和透水率數據二元控制變量下的灌漿孔數據分類，如下表所示，表中gpmn表示第m類地質條件對應的透水率分布在第η區間的灌漿孔。
[0094]表1
[0095]
【權利要求】
1.一種基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，其特徵是，包括如下步驟: (1)建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型； (2)基於新增灌漿孔實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型； (3)建立實測灌漿孔的地質條件(裂隙)，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係; (4)進行灌漿孔單位注灰量動態預測； (5)灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析。
2.如權利要求1所述的基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，其特徵是，建立包括裂隙三維網絡模型的三維地質模型具體為: (1)基於水電工程地質構造特點，分別採用三維混合數據結構和蒙特.卡洛(MonteCarlo)技術的建模方法實現三維地質模型的構建；數據類型主要包括3類:①、字符型數據，包括:巖層的名稱及編號，軟弱夾層的級別和規模，斷層的代號，裂隙的編號、圖片型數據，包括:地質橫軸面剖面、裂隙素描圖、灌漿孔的平面布置圖、大壩壩體的剖面圖和廊道的平面布置圖、數值型數據，包括:巖層的產狀、裂隙的跡長和間距、灌漿孔的坐標、長度、傾向和方位角；` (2)基於確定性地質數據，採用三維混合數據結構，地質構造曲面和地質體的非均勻有理樣條(NURBS)構造技術，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型構建； (3)基於統計型地質數據，採用蒙特?卡洛(MonteCarlo)技術對裂隙的幾何參數進行模擬，通過裂隙的幾何參數對裂隙三維網絡進行構建； (4)基於布爾運算分析模型之間的空間位置關係，對重疊的地質體進行布爾差運算，從而實現各類地質模型在空間位置上的耦合。
3.如權利要求1所述的基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，其特徵是，基於灌漿孔新增實測鑽孔錄像、巖芯照片資料動態更新三維地質模型與裂隙模型具體是: (1)提取新增實測鑽孔錄像、巖芯照片的地質信息，並建立對應的地質信息庫，包括實測二維地質剖面線，實測裂隙幾何參數； (2)用實測二維地質剖面線代替地質模型中相同位置的模擬地質剖面線，結合原有的確定性地質數據，實現巖層、斷層、風化層、軟弱夾層的三維模型的動態更新； (3)基於實測裂隙幾何參數，建立實測裂隙三維模型，並對MonteCarlo模擬得出的裂隙幾何參數進行優化。進而通過動態校核技術，動態校核裂隙三維網絡模型，確保實測區的裂隙空間分析與實際裂隙分布一致，從而實現三維網絡裂隙模型的動態更新。
4.如權利要求1所述的基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，其特徵是，建立灌漿孔的實測地質條件，透水率以及單位注灰量三者之間的函數關係具體是: (I)建立灌漿孔實測地質條件樣本數據集，灌漿孔透水率樣本數據集以及灌漿孔單位注灰量樣本數據集；(2)依據灌漿孔相交的裂隙數量，裂隙的隙寬以及巖體的屬性，將灌漿孔實測地質條件樣本數據集中的數據進行分類； (3)在地質條件樣本數據集分類的基礎上，依據透水率的分布區間，對各類地質條件下的灌漿孔透水率樣本數據集中的數據進行分類； (4)通過線性回歸、多元統計分析方法，建立各類地質條件，不同透水率區間下的，單位注灰量與透水率及地質條件的函數關係，該函數關係隨著樣本的增加將被進一步優化。
5.如權利要求1所述的基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，其特徵是，進行灌漿孔單位注灰量動態預測具體是: (1)依據灌漿孔的幾何數據，建立灌漿孔三維模型，通過布爾交集計算，確定與灌漿孔相交的地質體和裂隙,通過腳本程序自動獲取與每個灌漿孔相交的地質體的巖體屬性和裂隙的數量及寬度，從而實現對任意灌漿孔地質條件的預測； (2)依據灌漿孔地質條件預測值以及實時採集的透水率數據，通過已經建立的灌漿孔地質條件、透水率和單位注灰量三者之間的函數關係，實現對任意灌漿孔的單位注灰量的動態預測。
6.如權利要求1所述的基於3D地質模型及實時監控的大壩灌漿工程分析控制方法，其特徵是，灌漿施工過程灌漿壓力、流量、密度以及表觀呂容值四參數實時監控與單位注灰量報警控制分析具體是: 針對正在施工的灌漿孔，實時監控其對應的灌漿壓力、流量、密度和表觀呂容值四參數，並將每個灌漿孔實時採集到的單位注灰量值與其對應的單位注灰量預測值進行動態比較，如果實測值小於預測值，那麼繼續灌漿，並判斷該孔是否滿足灌漿結束條件，若滿足則結束灌漿，否則比較下一條實測灌漿數據與預測值的關係，直至滿足灌漿結束標準，結束該孔灌漿施工。如果實測值大於等於預測值，則發生報警，通過報警裝置提示現場工作人員，接到報警信息後，現場人員立即停止該孔的施工，並查找發生報警的具體原因，依據原因管理人員提出新的灌漿措施並開始重`新灌漿。
【文檔編號】E02D15/00GK103866769SQ201410085272
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】鍾登華, 任炳昱, 崔博, 閆福根 申請人:天津大學