[发明专利]一种灌浆期间地层抬动的风险控制方法

说明书

本发明公开了一种灌浆期间地层抬动的风险控制方法，包括如下步骤：1)基于支持向量机方法预测Δt时间后的地层抬动位移；2)建立地层抬动响应数学模型；通过地层抬动动态响应数学模型计算预测位移对应的理论灌浆压力值；3)将灌浆压力初始设定值与数学模型计算的预测位移对应的灌浆压力值进行对比，得到偏差e，偏差e在预设值范围内时，不需要调节灌浆压力；当偏差e不在预设值范围，进行步骤4)；4)通过两个模糊控制器提前Δt时间进行灌浆压力调节。本发明针对灌浆过程中盖重‑地层的抬动破坏问题，提出一种适用于大坝灌浆过程中盖重‑地层时变抬动变形控制方法，达到地层抬动风险控制的目的。

技术领域

本发明涉及灌浆地层抬动控制技术领域，具体涉及一种灌浆期间地层抬动的风险控制方法。

背景技术

灌浆就是将具有胶凝性的浆液或化学溶液，按照规定的配比或浓度，借用机械对之施加压力，通过钻孔或其他设施，岩岩石裂隙或地基孔隙、围岩裂隙或隧洞压送到需要灌浆的部位。从而充填这些节理裂隙、孔隙、空隙、空洞或裂缝之处，起到固结、粘合、防渗，提高承载强度和抗变形能力以及传递应力等作用。

施灌区域地层存在纵横交错、无以计数的裂隙与裂缝，浆液在充填这些裂隙与裂缝的过程中，使这些裂隙与裂缝发生变形而加大原有的张开度，张开度增加后由于已充填了浆液形成结石而使这些裂隙与裂缝无法恢复原有的状态。随着浆液的充填量与结石形成的增加，变形量也越来越大，最终形成抬动。

传统抬动控制方面主要以传感器监测报警，通过现场技术人员降压控制抬动，人为因素影响大，而且灌浆过程中，抬动变形趋势最大的区域难以预测，抬动孔布置位置难以做到合理安排。在实际操作过程中受地层复杂性及土体弹塑性特性及裂隙网络随机性的影响，盖重动态响应随着盖重-地层系统结构刚度的变化而变化，大坝盖重灌浆过程抬动变形是随灌浆过程不断变化的时变系统，因此持续对抬动响应进行精确计算可以实现抬动在线控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种灌浆期间地层抬动的风险控制方法，针对抬动风险对盖重和地层灌浆过程中遇到的破坏的问题，基于支持向量机和数学模型相结合的方法，提出一种适用于大坝灌浆过程中盖重-地层系统时变抬动变形控制方法，达到地层抬动风险控制的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种灌浆期间地层抬动的风险控制方法，包括如下步骤：

1)建立地层抬动响应模型，通过位移传感器实时检测模型中地层的抬动位移，作为检测位移，以抬动位移上限值作为目标位移，采用支持向量机方法预测Δt时间后的地层抬动预测位移；

2)建立以预测位移为输入、灌浆压力为输出的地层抬动响应数学模型；将预测位移作为输入，通过地层抬动动态响应数学模型计算预测位移对应的理论灌浆压力；

3)将压力表获取灌浆的初始压力值与理论灌浆压力值进行对比，得到偏差e，偏差e在预设值范围内时，不需要调节灌浆压力；当偏差e不在预设值范围，进行步骤4)；

4)通过模糊控制器提前Δt时间进行调节灌浆压力，通过串级模糊控制系统的两个控制器进行灌浆压力调节，其中前一级控制器输出的压力值作为后一级控制器的设定值，通过后一级控制器输出的灌浆压力值控制灌浆调节阀的开度，即调节灌浆压力。

作为上述技术方案的进一步改进为：

所述步骤1)中将检测位移x＝{x₁,…,x_n}做为输入数据和抬动位移上限值y＝{y₁,…,y_n}作为支持向量机位移学习目标，构建支持向量机预测函数；