本技術(shù)涉及地質(zhì)工程測量，更具體的說，本技術(shù)涉及一種隧道初期沉降測量設(shè)備及測量方法。

背景技術(shù)：

1、地質(zhì)工程測量是地質(zhì)工程領(lǐng)域中的一個重要分支，主要涉及對地下巖土工程性質(zhì)和地下空間利用情況進(jìn)行測量、監(jiān)測和分析，地質(zhì)工程測量在地質(zhì)勘察、工程設(shè)計、施工監(jiān)測等階段都有廣泛應(yīng)用，地質(zhì)勘察測量是在工程前期對勘察區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和測量，獲取地質(zhì)信息和地形數(shù)據(jù)，工程地質(zhì)測量是在地質(zhì)工程設(shè)計和施工過程中對地下巖土的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量和分析，施工監(jiān)測是在工程施工過程中對各種工程參數(shù)、物理量和環(huán)境條件進(jìn)行實時監(jiān)測和測量，以確保工程施工的安全、質(zhì)量和進(jìn)度。

2、隧道初期沉降測量是指在隧道開挖初期以及隧道施工過程中對地表和周圍建筑物等的沉降情況進(jìn)行監(jiān)測和測量的工作，旨在及時發(fā)現(xiàn)和評估隧道施工所引起的地表沉降情況，從而及時采取措施保護(hù)周圍環(huán)境和建筑物的安全，確保隧道施工的順利進(jìn)行，傳統(tǒng)預(yù)測方法的各項參數(shù)在隧道初期的預(yù)測過程中通常保持不變，這種做法對于彈性泊量、泊松比等參數(shù)來說不存在問題，但是對于孔隙度來說并不適用，因為隧道初期開始施工時，由于施工造成的大空腔會造成的隧道周邊巖層的孔隙度是不斷變化的，將其視為常數(shù)必然會導(dǎo)致誤差增大，因此，如何預(yù)測孔隙度動態(tài)變化對隧道初期沉降測量造成的影響是亟待解決的主要問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種隧道初期沉降測量設(shè)備及測量方法，可實現(xiàn)對隧道上覆巖層因孔隙度動態(tài)變化而產(chǎn)生的有效應(yīng)力的預(yù)測過程，完成對隧道初期的沉降量預(yù)測過程中的應(yīng)力融合。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種隧道初期沉降測量設(shè)備的測量方法，包括：

3、獲取隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的壓力，得到巖層壓力數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層的原始孔隙度確定每個監(jiān)測點所在區(qū)域的有效孔隙度，進(jìn)而由所有有效孔隙度確定所述隧道周邊巖層的孔隙度熱力圖；

5、采集隧道上覆巖層的地形數(shù)據(jù)，得到巖層地形數(shù)據(jù)，根據(jù)所述孔隙度熱力圖和隧道上覆巖層的厚度確定隧道初期施工時所述隧道上覆巖層的滲透力，進(jìn)而使用所述隧道上覆巖層的滲透力結(jié)合所述巖層地形數(shù)據(jù)預(yù)測隧道初期施工時所述隧道周邊巖層的有效應(yīng)力的預(yù)增量；

6、根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)確定所述隧道周邊巖層在內(nèi)部壓力發(fā)生變化時的沉降系數(shù)；

7、通過所述有效應(yīng)力的預(yù)增量和所述沉降系數(shù)對隧道初期的沉降量進(jìn)行融合測量，得到隧道初期沉降測量的最終測量值。

8、在一些實施例中，根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層的原始孔隙度確定每個監(jiān)測點所在區(qū)域的有效孔隙度具體包括：

9、獲取所述隧道周邊巖層的原始孔隙度；

10、根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)確定隧道周邊巖層的壓縮曲線；

11、通過所述原始孔隙度和所述壓縮曲線確定隧道周邊巖層的每個監(jiān)測點所在區(qū)域的有效孔隙度。

12、在一些實施例中，根據(jù)所述孔隙度熱力圖和隧道上覆巖層的厚度確定隧道初期施工時所述隧道上覆巖層的滲透力具體包括：

13、獲取隧道上覆巖層的厚度；

14、根據(jù)所述孔隙度熱力圖和隧道上覆巖層的厚度確定所述隧道上覆巖層的浸潤曲線；

15、通過所述浸潤曲線分別確定隧道初期施工時的滲透壓縮量和孔隙度熱力圖中每個區(qū)域的流體梯度值；

16、根據(jù)所述隧道初期施工時的滲透壓縮量和所述孔隙度熱力圖中每個區(qū)域的流體梯度值確定隧道初期施工時所述隧道上覆巖層的滲透力。

17、在一些實施例中，所述隧道上覆巖層的厚度是隧道上方所覆蓋的巖層的厚度。

18、在一些實施例中，使用所述隧道上覆巖層的滲透力結(jié)合所述巖層地形數(shù)據(jù)預(yù)測隧道初期施工時所述隧道周邊巖層的有效應(yīng)力的預(yù)增量具體包括：

19、根據(jù)所述巖層地形數(shù)據(jù)建立所述隧道周邊巖層的地質(zhì)模型；

20、通過所述滲透力和所述地質(zhì)模型模擬隧道施工前后流體的瞬間運動過程，得到隧道周邊巖層在施工過程中受到的有效應(yīng)力變化數(shù)據(jù)；

21、由所述有效應(yīng)力變化數(shù)據(jù)確定所述隧道周邊巖層的有效應(yīng)力的預(yù)增量。

22、在一些實施例中，根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)確定所述隧道周邊巖層在內(nèi)部壓力發(fā)生變化時的沉降系數(shù)具體包括：

23、獲取所述隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)，得到沉降位移數(shù)據(jù)；

24、選取巖層壓力數(shù)據(jù)中的一個巖層壓力值，獲取該個巖層壓力值在沉降位移數(shù)據(jù)中對應(yīng)的位移軌跡；

25、根據(jù)所述位移軌跡確定該巖層壓力值對應(yīng)的壓力-位移組，繼續(xù)確定剩余巖層壓力值對應(yīng)的壓力-位移組；

26、通過所有壓力-位移組確定所述隧道周邊巖層在內(nèi)部壓力發(fā)生變化時的沉降系數(shù)。

27、在一些實施例中，通過所述有效應(yīng)力的預(yù)增量和所述沉降系數(shù)對隧道初期的沉降量進(jìn)行融合測量，得到隧道初期沉降測量的最終測量值具體包括：

28、獲取隧道初期的沉降量的初始預(yù)測值；

29、通過所述有效應(yīng)力的預(yù)增量和所述沉降系數(shù)確定預(yù)增沉降值；

30、根據(jù)所述預(yù)增沉降值和所述初始預(yù)測值確定最終測量值。

31、第二方面，本技術(shù)提供一種隧道初期沉降測量設(shè)備，包括有測量單元，所述測量單元包括：

32、獲取模塊，用于獲取隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的壓力，得到巖層壓力數(shù)據(jù)；

33、處理模塊，用于根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層的原始孔隙度確定每個監(jiān)測點所在區(qū)域的有效孔隙度，進(jìn)而由所有有效孔隙度確定所述隧道周邊巖層的孔隙度熱力圖；

34、所述處理模塊還用于采集隧道上覆巖層的地形數(shù)據(jù)，得到巖層地形數(shù)據(jù)，根據(jù)所述孔隙度熱力圖和隧道上覆巖層的厚度確定隧道初期施工時所述隧道上覆巖層的滲透力，進(jìn)而使用所述隧道上覆巖層的滲透力結(jié)合所述巖層地形數(shù)據(jù)預(yù)測隧道初期施工時所述隧道周邊巖層的有效應(yīng)力的預(yù)增量；

35、所述處理模塊還用于根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)確定所述隧道周邊巖層在內(nèi)部壓力發(fā)生變化時的沉降系數(shù)；

36、預(yù)測模塊，用于通過所述有效應(yīng)力的預(yù)增量和所述沉降系數(shù)對隧道初期的沉降量進(jìn)行融合測量，得到隧道初期沉降測量的最終測量值。

37、第三方面，本技術(shù)提供一種計算機(jī)設(shè)備，所述計算機(jī)設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存儲計算機(jī)程序，所述處理器用于從所述存儲器中調(diào)用并運行所述計算機(jī)程序，使得所述計算機(jī)設(shè)備執(zhí)行上述的隧道初期沉降測量設(shè)備的測量方法。

38、第四方面，本技術(shù)提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有指令或代碼，當(dāng)指令或代碼在計算機(jī)上運行時，使得計算機(jī)執(zhí)行時實現(xiàn)上述的隧道初期沉降測量設(shè)備的測量方法。

39、本技術(shù)公開的實施例提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

40、本技術(shù)中通過獲取隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的壓力，得到巖層壓力數(shù)據(jù)；

41、根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層的原始孔隙度確定每個監(jiān)測點所在區(qū)域的有效孔隙度，進(jìn)而由所有有效孔隙度確定孔隙度熱力圖，采集隧道上覆巖層的地形數(shù)據(jù)，得到巖層地形數(shù)據(jù)，根據(jù)所述孔隙度熱力圖和隧道上覆巖層的厚度確定隧道初期施工時所述隧道上覆巖層的滲透力，進(jìn)而使用所述隧道上覆巖層的滲透力結(jié)合所述巖層地形數(shù)據(jù)預(yù)測隧道初期施工時所述隧道周邊巖層的有效應(yīng)力的預(yù)增量，其中，所述有效應(yīng)力的預(yù)增量表示隧道初期施工時因隧道內(nèi)的孔隙度發(fā)生劇烈變化而導(dǎo)致的流體滲透能力的應(yīng)力大小，根據(jù)所述巖層壓力數(shù)據(jù)和所述隧道周邊巖層中各個監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)確定所述隧道周邊巖層在內(nèi)部壓力發(fā)生變化時的沉降系數(shù)，其中，所述沉降系數(shù)是用來衡量隧道初期因巖層壓力變化引發(fā)的地層沉降量，通過所述有效應(yīng)力的預(yù)增量和所述沉降系數(shù)對隧道初期的沉降量進(jìn)行融合測量，得到隧道初期沉降測量的最終測量值。

42、由此可見，本技術(shù)中，通過有效應(yīng)力的預(yù)增量和沉降系數(shù)對隧道初期的沉降量進(jìn)行融合測量，得到隧道初期沉降測量的最終測量值，所述有效應(yīng)力的預(yù)增量為隧道初期施工時因隧道內(nèi)的孔隙度發(fā)生劇烈變化而導(dǎo)致的流體滲透能力的應(yīng)力大小，所述沉降系數(shù)是衡量隧道初期因巖層壓力變化引發(fā)的地層沉降量，首先，將流體滲透力通過地質(zhì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬能夠得到更精確的有效應(yīng)力的增加值，進(jìn)而可根據(jù)孔隙度發(fā)生劇烈變化而導(dǎo)致的有效應(yīng)力的增加值確定因孔隙度變化而導(dǎo)致隧道施工時受到的外力，然后，將不同區(qū)域的巖層壓力值和對應(yīng)的監(jiān)測點的位移變化情況進(jìn)行關(guān)聯(lián)度對比，即可得到隧道初期因巖層壓力變化引發(fā)的地層沉降量，最終，使用隧道初期因巖層壓力變化引發(fā)的地層沉降量對上述外力進(jìn)行修正，能夠得到該外力對沉降量的影響值，即得到了孔隙度動態(tài)變化對沉降量的影響值，通過該影響值對隧道初期的沉降測量進(jìn)行融合測量，降低了孔隙度動態(tài)變化對隧道初期沉降量測量的準(zhǔn)確度影響，提高了隧道初期的沉降量測量的準(zhǔn)確性，綜上所述，本技術(shù)實現(xiàn)了對隧道上覆巖層因孔隙度動態(tài)變化而產(chǎn)生的有效應(yīng)力的預(yù)測過程，完成了對隧道初期的沉降量預(yù)測過程中的應(yīng)力融合。