[发明专利]基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法

权利要求书

1.一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)TSP系统现场采集数据，并对数据的有效性进行判别，删除无效数据；

(2)对TSP探测的数据进行处理，获取掌子面前方岩体结构面的三维显示图，定位掌子面前方可能发育病态块体的结构面组以及结构面组产状提取；

(3)将提取的结构面组的产状数据输入，使用UNWEDGE软件中进行块体理论分析，将提取的地下工程掌子面前方可能发育病态块体的结构面组的产状信息输入UNWEDGE软件中，分析结构面组和隧道临空面形成的不稳定块体的位置，并判断形成的病态块体的稳定性；

(4)结合勘探资料以及步骤(2)和步骤(3)的分析结果对掌子面前方病态块体进行综合超前预测。

2.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(1)中，设定干扰阈值，对数据有效性进行判别是对在现场测试过程中选取对数据干扰小于设定的干扰阈值的信号。

3.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(2)中，根据TSP系统数据得到掌子面前方岩体的深度偏移图、三维显示图、产状数据和岩体2D物性图，结合前期的勘探资料和TSP系统处理后生成的深度偏移图对掌子面前方围岩情况进行分析并做出初步预测。

4.如权利要求3所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：前方围岩情况具体包括断层、破碎带或/和含水情况。

5.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(2)中，利用生成的三维显示图观察出掌子面前方节理、裂隙的发育情况，并在三维显示图对异常结构面进行标记，结合勘探资料和TSP系统处理的三维显示图分析地下工程掌子面前方可能发育病态块体的结构面组。

6.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(2)中，将三维显示图中掌子面前方的里程桩号进行标注和显示，通过三维显示图中自动显示掌子面前方的里程桩号，对识别的掌子面前方可能发育病态块的结构面组进行定位，并在TSP系统提取该结构面组的产状信息。

7.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(3)中，块体理论将结构面视为平面，不考虑岩石块体本身的强度破坏，将结构体视为刚体，同时假定岩体的失稳是岩体在各种荷载作用下沿着结构面产生剪切滑移。

8.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(3)中，使用UNWEDGE软件中进行块体理论分析，将提取的地下工程掌子面前方可能发育病态块体的结构面组的产状信息输入UNWEDGE软件中，分析结构面组和隧道临空面形成的不稳定块体的位置，并判断形成的病态块体的稳定性。

9.如权利要求1所述的一种基于TSP系统和块体理论的地下工程病态块体超前预测方法，其特征是：所述步骤(4)中，综合超前地质预测是指经过步骤(3)计算块体的安全系数，若安全系数大于1则认为该块体为稳定块体；若安全系数小于1则认为该块体为病态块体，存在塌方风险。