【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到隧道水文地质勘察，尤其是一种隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、岩溶地貌广泛分布，约占地球总面积的15％。而中国是岩溶分布面积最大的国家，约占国土面积的1/3，主要分布于西南地区。随着交通等基础设施的日益完善，岩溶地区地下工程日益增多，而岩溶区隧道突涌水因其普遍性、突发性和灾害严重性等特点，严重影响着施工的安全性和高效性，成为岩溶区隧道工程建设领域亟需解决的关键问题。
2、限于地下工程周边环境探测的复杂性及结果解译的多解性，既有隧道周边隐伏溶腔广泛分布，如在强降雨补给条件下溶腔短时间得到充分补给，超大水压威胁隧道安全，给岩溶区地下工程安全运营带来了极大的挑战。
3、随着国家科技战略发展规划的逐步实施，交通路网向遍布崇山峻岭的西部岩溶地区纵深拓展，如降雨等因素对岩溶区隧道影响问题将更加突出。亟需构建强降雨条件下隐伏溶腔对隧道突涌水影响计算的简化计算，分析并计算隧道涌水量与溶腔排泄量，实现强降雨条件下隐伏溶腔对隧道突涌水影响的定量计算。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提出一种隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法、装置、设备及介质。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，包括：
4、输入隧道数据信息以及探测到的隧道周边的隐伏溶腔的数据信息，隐伏溶腔对隧道突涌水的影响
5、设隧道为圆形隧道，隐伏溶腔为球体，确定隧道的隧道半径、溶腔与隧道半径比值、地下水位与隧道中心竖直高度、溶腔中心与隧道中心间的距离、溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角；
6、基于隧道的隧道半径、溶腔与隧道半径比值、地下水位与隧道中心竖直高度、溶腔中心与隧道中心间的距离、溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角构建隧道涌水量预测模型以及溶腔补给量预测模型；
7、基于所述隧道涌水量预测模型计算隧道涌水量，基于所述溶腔补给量预测模型计算溶腔补给量。
8、进一步地，本专利技术所构建的所述隧道涌水量预测模型如下：
9、
10、其中r0表示隧道的隧道半径；n0表示溶腔与隧道半径比值；h0表示地下水位与隧道中心竖直高度；l0表示溶腔中心与隧道中心间的距离；α表示溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角；kr表示围岩渗透系数。
11、进一步地，本专利技术所构建的所述溶腔补给量预测模型如下：
12、
13、其中r0表示隧道的隧道半径；n0表示溶腔与隧道半径比值；h0表示地下水位与隧道中心竖直高度；l0表示溶腔中心与隧道中心间的距离；α表示溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角；kr表示围岩渗透系数。
14、另一方面，本专利技术提供一种隐伏溶腔对隧道突涌水影响规律的定量分析方法，包括：基于上述隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法获得不同隐伏溶腔与隧道位置关系、不同隐伏溶腔大小情况下的隧道涌水量和溶腔补给量，以此获得隐伏溶腔与隧道位置关系及溶腔大小对隧道涌水量和溶腔补给量的影响规律。
15、进一步地，隐伏溶腔与隧道位置关系及溶腔大小对隧道涌水量和溶腔补给量的影响规律，包括：
16、当溶腔中心与隧道中心间的距离固定且溶腔体积固定时，隧道涌水量随溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α的增大而非线性增加；当溶腔在隧道拱顶或隧道拱底时，溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α对隧道涌水影响敏感性较弱；当溶腔在与隧道同一水平位置时，溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α对隧道涌水影响敏感性最强；溶腔位于隧道中心位置以上时，隧道涌水量随溶腔体积增大而减小；溶腔位于隧道中心位置以下时，隧道涌水量随溶腔体积增大而增大；
17、当溶腔中心与隧道中心间的距离不变且溶腔体积固定时，溶腔补给量随溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α的增大而非线性增加，且增加速度逐渐增大；
18、当溶腔中心与隧道中心间的距离不变且溶腔体积固定时，随溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α的增大，地下水位对溶腔的影响不断减弱；
19、当溶腔中心与隧道中心间的距离不变且溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α固定时，随溶腔体积的增加，溶腔补给量逐渐增大，但敏感性不断减弱，同时溶腔补给量远大于隧道涌水量。
20、当溶腔与隧道半径比值固定时，随溶腔中心与隧道中心间的距离的增加，隧道涌水量及溶腔补给量均非线性减小，溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角α对涌水影响较弱。
21、另一方面，本专利技术提供一种隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测装置，包括：
22、第一模块，用于输入隧道数据信息以及探测到的隧道周边的隐伏溶腔的数据信息，隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征包括隧道涌水量和溶腔补给量；
23、第二模块，用于设隧道为圆形隧道，隐伏溶腔为球体，确定隧道的隧道半径、溶腔与隧道半径比值、地下水位与隧道中心竖直高度、溶腔中心与隧道中心间的距离、溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角；
24、第三模块，用于基于隧道的隧道半径、溶腔与隧道半径比值、地下水位与隧道中心竖直高度、溶腔中心与隧道中心间的距离、溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角构建隧道涌水量预测模型以及溶腔补给量预测模型；
25、第四模块，用于基于所述隧道涌水量预测模型计算隧道涌水量，基于所述溶腔补给量预测模型计算溶腔补给量。
26、另一方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
27、输入隧道数据信息以及探测到的隧道周边的隐伏溶腔的数据信息，隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征包括隧道涌水量和溶腔补给量；
28、设隧道为圆形隧道，隐伏溶腔为球体，确定隧道的隧道半径、溶腔与隧道半径比值、地下水位与隧道中心竖直高度、溶腔中心与隧道中心间的距离、溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角；
29、基于隧道的隧道半径、溶腔与隧道半径比值、地下水位与隧道中心竖直高度、溶腔中心与隧道中心间的距离、溶腔中心与隧道隧道中心间的连线与竖直方向的夹角构建隧道涌水量预测模型以及溶腔补给量预测模型；
30、基于所述隧道涌水量预测模型计算隧道涌水量，基于所述溶腔补给量预测模型计算溶腔补给量。
31、另一方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
32、输入隧道数据信息以及探测到的隧道周边的隐伏溶腔的数据信息，隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征包括隧道涌水量和溶腔补给量；
33、设隧道为圆形隧道，隐伏溶腔为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，其特征在于，所述隧道涌水量预测模型如下：
3.根据权利要求1所述的隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，其特征在于，所述溶腔补给量预测模型如下：
4.含隐伏溶腔的隧道其隧道涌水量预测方法，其特征在于，包括：
5.含隐伏溶腔的隧道其溶腔补给量预测方法，其特征在于，包括：
6.一种隐伏溶腔对隧道突涌水影响规律的定量分析方法，其特征在于，基于权利要求1所述的隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法获得不同隐伏溶腔与隧道位置关系、不同隐伏溶腔大小情况下的隧道涌水量和溶腔补给量，以此获得隐伏溶腔与隧道位置关系及溶腔大小对隧道涌水量和溶腔补给量的影响规律。
7.根据权利要求6所述的隐伏溶腔对隧道突涌水影响规律的定量分析方法，其特征在于，隐伏溶腔与隧道位置关系及溶腔大小对隧道涌水量和溶腔补给量的影响规律，包括：
8.一种隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，其特征在于，所述隧道涌水量预测模型如下：
3.根据权利要求1所述的隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法，其特征在于，所述溶腔补给量预测模型如下：
4.含隐伏溶腔的隧道其隧道涌水量预测方法，其特征在于，包括：
5.含隐伏溶腔的隧道其溶腔补给量预测方法，其特征在于，包括：
6.一种隐伏溶腔对隧道突涌水影响规律的定量分析方法，其特征在于，基于权利要求1所述的隐伏溶腔对隧道突涌水的影响特征预测方法获得不同隐伏溶腔与隧道位置关系、不同隐伏溶腔大小情况下的隧道涌水量和溶腔补给量，以此...
【专利技术属性】
技术研发人员：安鹏涛，马少坤，张稳军，傅鹤林，张加兵，黄震，杨世卫，李茂祥，王思源，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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