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本发明提供了一种基于碴片形貌的盾构滚刀磨耗监测装置及方法，包括：步骤1，获取电脑中已知的盾构工程案例并构建数据库；步骤2，采用GRNN神经网络分析数据库中的滚刀结构参数、工程地质参数、盾构掘进参数、碴片形貌参数和温度参数与滚刀磨损量的映射关系，得到映射关系分析结果；步骤3，基于数据库、GRNN神经网络和映射关系分析结果构建滚刀磨耗预测系统并设定滚刀磨损量报警阈值。本发明通过实际的工程地质参数和滚刀结构参数和实时的掘进参数和碴片参数，能够实时预测滚刀的磨损状态，在预测的滚刀的磨损状态达到设定阈值时提供报警功能，并可以根据不同的工程通过闭环反馈自适应调节提高滚刀磨耗的精确预测。
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本发明公开一种浅层地下水监测井快速成井方法，包括：钻探取心，获取地质岩心编录资料；物探测井并结合地质岩心编录资料，确定钻孔内地层的各含水层的分布情况和各隔水层分布情况；根据监测目的和各含水层分布情况，确定各目标含水层的分布情况和各非目标含水层的分布情况，获取各止水管体和各滤水管体的管串排列顺序；对钻孔内进行冲孔换浆和通孔；根据管串排列顺序将各止水管体和各滤水管体依次下入钻孔组装成井管管串；洗井作业；对井管管串的顶部进行封堵并安装井口保护装置。一种用于快速成井的井管结构。本发明提出技术方案中通过提前预制滤水管体和止水管体，减少了填入砾料和止水材料的流程，缩减了成井时间，减少了风险。
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本发明提供了一种双压控制冲挤灌浆系统及其施工方法，灌浆系统包括地质钻机、储浆搅拌桶和脉冲灌浆泵，储浆搅拌桶与地质钻机中的钻机水龙头连通，在地层钻孔的孔口内设孔口套管，双压控制冲挤灌浆系统还包括孔口封闭器，其套设在圆立轴钻杆上，且其下端与孔口套管上端连接，孔口封闭器上设孔口封闭器回浆接口，该接口处安装回浆压力调控装置，钻灌进浆管上连接进浆压力调控装置。该灌浆系统可实现孔内与孔口双重封阻条件下脉冲进浆压力与脉冲回浆压力双压力控制，不仅可借助孔口脉冲回浆压力叠加效应提升孔底钻灌脉冲进浆压力，而且可借助孔口脉冲回浆压力控制作用进一步对已灌孔段产生有效的复灌效应；操作便捷，灌浆质量好。
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本发明公开了一种大量程电感调频式位移测量装置及方法，该装置包括壳体、螺旋线圈、测杆、管体以及数据处理模块；螺旋线圈套装在管体后段；数据处理模块设置在壳体上；测杆前端部分由n段磁芯对接而成，能伸入到所述管体中，第i段磁芯的磁导率为第i+1段磁芯磁导率的1.5～2倍，i、n为整数且n≥2，i＝n-1；每段磁芯长度均小于螺旋线圈长度，使单节磁芯两端在螺旋线圈长度范围内伸缩；管体和测杆的长度均大于螺纹线圈的长度。本发明使用既有工艺成熟稳定的金属螺旋线圈，通过多段式测杆接续测量的方式，在保障精度的同时能增大量程，成本低且易于实施，可广泛应用于土木工程、地质灾害和工业等领域的大量程位移变形监测。
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本发明公开了一种用于控制高地应力硬质岩隧道围岩变形的支护方法，其包括：当隧道开挖穿越高地应力硬质岩时，对隧道掌子面前方围岩进行超前地质预报，探寻前方围岩情况；根据超前地质预报结果和隧道设计文件，确定围岩等级，并根据围岩等级采取相应的支护方式：根据S1和S2对整体隧道的各段调整相应的施工方法及支护方法，至形成整体隧道的全段支护；本发明依据不同的围岩级别、当前段支护后的洞身围岩变形量来选择下一段的支护方式，在确保围岩稳定与隧道支护结构安全的前提下有效避免高地应力硬质岩隧道中出现的围岩大变形，以保证施工、运营的安全，并加快施工进度；且施工方便、成本较低，能有效控制隧道施工成本，可带来实际的经济性效应。
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一种用于隧道工程领域的气体加压式齿刀切削性能测试装置。包括:立柱、横梁、支撑板、导向筒、导向筒盖板、齿刀架、动密封、齿刀、液压缸、土仓、土压传感器、土仓盖、管接头、静密封、回转支承、回转底座、小齿轮、马达、回转底座、地基座,其连接方式为:立柱固定在地基上,上端放置横梁,导向筒通过支撑板与横梁连接,导向筒下端伸入土仓内,液压缸底与导向筒盖板相连,下端连接齿刀架,土仓盖与土仓、导向筒之间分别加有密封,气体加压系统通过土仓盖上管接头向土仓加压,回转支承外圈与土仓相连,内圈与回转底座相连,由固定在地基座上马达驱动。本发明可实现不同地质条件齿刀的切削性能测试,为研究齿刀的切削机理和优化刀具提供实验依据。
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本发明公开了一种破岩掘进装置，包括驱动装置，刀盘和清理机构，还包括高能发射装置、脉冲液体射流系统、实时监测系统、温度监控装置、智能控制系统和回收利用系统，信息采集装置对所述实时监测系统的数据信息进行采集。所述智能控制系统对所述信息采集装置、实时监测系统、温度监控装置输出的各种物理量信号进行调理和识别，控制所述高能发射装置和脉冲液体射流系统的工作，控制刀盘的工作。本发明的破岩掘进装置，能根据地质特性选择合适的破岩模式，提高了破岩效率，减少了刀具磨损程度，延长了设备使用寿命，节省了施工成本，实现了复杂性地质的高效破碎。本发明还提供了上述破岩掘进装置的破岩方法。
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本申请公开了一种三维大地电磁正演数值模拟方法，首先根据目标地质体构建电阻率分布模型，然后通过多重网格法粗化电阻率分布模型，并通过交错网格有限差分法离散粗细网格上的双旋度方程，得到系数矩阵，接着对离散后的双旋度方程作4色分块处理，通过二维有限差分法计算出目标地质体模型的边界条件，并计算出细网格上双旋度方程的右端项，最后使用基于4色分块高斯‑赛德平滑的多重网格法求解；更换极化模式并重复上述过程，根据不同极化模式下的电场分量和磁场分量，计算出对应测点的视电阻率和阻抗相位。本申请采用线分块高斯‑赛德平滑技术，有效去除粗细网格上的高频残差分量，提高了多重网格法的计算效率，达到快速收敛的目的。
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本发明公开了一种TBM在线多模式支护系统及施工方法，其中支护系统包括刀盘、盾体、主驱动、主推进系统、主梁、撑靴以及辅推进系统；还包括多功能拼装系统，多功能拼接系统包括钢管片拼装功能组件、钢拱架拼装功能组件、用于带动钢管片拼装功能组件和钢拱架拼装功能组件旋转的旋转功能组件以及用于带动旋转功能组件沿主梁平移的平移功能组件；钢管片拼装功能组件与钢拱架拼装功能组件在主梁的延伸方向上错位排列，并且，两者可择一伸出至旋转功能组件的外侧。本发明所提供的TBM在线多模式支护系统，在复杂地质条件下，多功能拼装系统可在线拼装钢管片和钢拱架，提高了TBM应对复杂地质条件的支护能力，减小了多种支护方式的切换时间。
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本发明公开了一种超大异形断面施工方法，通过对掌子面进行超前预支护和加固，能够确保超大洞室开挖过程中掌子面及周围岩体稳定，进而保证开挖过程的安全性。采用非爆破高效开挖，能够适用于任何施工条件，特别适用于隐蔽要求高及环境、生态敏感的工程施工。还能够根据不同的地质条件，配置不同的超前预支护、开挖以及断面支护，可适用于复杂地质条件。
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本发明提供一种用于掌子面结构面的信息采集与分析方法，其包含：通过三维激光扫描方式，对掌子面进行全覆盖式的扫描，获取掌子面的三维数据；对采集到的三维数据进行预处理，通过三维表面重建技术将经过预处理后的三维数据转换为掌子面的面模型；依据结构面基本特征，识别出面模型中的结构面，并对识别到的结构面进行产状计算，得到掌子面的走向信息以实现掌子面短距离地质预报。本发明能够全面的采集掌子面的三维数据，能够获得全面的结构面信息，实现掌子面结构面识别及结构面产状计算，进而通过结构面的走向自动延伸，实现掌子面短距离地质播报。本发明为非接触式测量，能够保证测量人员的安全作业，测量结果受作业环境影响较小，适应性强。
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本发明公开了一种基于N值的土压平衡盾构土仓压力调控方法，包括：S1：获取当前地质段各土层的标贯击数；S2：若该地质分段为软硬不均地层，采用全覆土理论计算竖向土压力，否则进入S3；S3：若各土层标贯击数的加权平均值N<8，采用全覆土理论计算竖向土压力，否则进入S4；S4：若盾构机顶部埋深H≥2D，采用太沙基土拱理论计算竖向土压力，否则采用全覆土理论计算竖向土压力；S5：根据竖向土压力计算盾构机掌子面前方的静止和主动土压力；S6：将静止和主动土压力作为上下限，若土仓压力在该范围内则正常掘进，否则调整掘进速度和螺旋输送机转速，直至土仓压力位于上下限之间，开始正常掘进。本发明能保证土仓压力的合理性。
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本发明提供了一种盾构机机电液联合仿真方法，具体包括：在动力学仿真软件中建立支承隧道地质仿真模型与机械多体动力学仿真模型；在液压系统仿真软件中建立电液控制系统仿真模型；进行联合仿真：电液控制系统仿真模型向机械多体动力学仿真模型传递信号，驱动机械多体动力学仿真模型进行动力学仿真；机械多体动力学仿真模型将动力学仿真产生的信号反向传递给电液控制系统仿真模型进行反向修正；输出仿真数据。本发明的优点在于，能够实现支承隧道地质仿真模型、机械多体动力学仿真模型以及电液控制系统仿真模型的一体化；同时，基于双向耦合的联合仿真，能够根据不同子系统的需求，双向传递物理参数，确保仿真分析的准确性、便捷性以及高效性。
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本发明公开了一种矿体组合约束建模方法、装置、设备及存储介质。其中，该方法包括：基于矿体区域的地质规则构建多个隐式函数，并对所述多个隐式函数进行组合，得到表征所述矿体区域的矿体与岩层间的赋存关系的组合隐式函数场；遍历所述矿体区域内各点，求取各点在所述组合隐式函数场中的函数值，得到所述矿体区域的建模结果。本发明实施例利用组合隐式函数场，可以更灵活地构建符合地质规则的约束条件，从而提高矿体建模的精确度，且基于操作树的分层结构求取各点在所述组合隐式函数场中的函数值，可以减少计算量，从而提高建模效率。
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本发明公开一种悬臂竖井掘进机，包括主机架、开挖系统、出渣系统、支护系统和吊装系统，主机架包括下端设置有刃角的下沉壳体和安装于下沉壳体内部的固定机构，开挖系统包括安装于固定机构下方的回转架、安装于回转架下方的开挖装置和安装于固定机构的回转驱动装置，出渣系统和支护系统安装于固定机构上方，吊装系统设置于地面并吊装主机架，开挖装置每次完成部分掌子面的开挖后，回转驱动装置驱动开挖装置转动预设角度，使开挖装置继续工作完成下一部分掌子面的开挖。减小设备工作负载，实现了超大直径、大深度竖井的顺利开挖，多种功能集成于一体，提高施工效率，在复杂地质环境中进行竖井开挖，实现竖井全断面掘进。
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本发明提供一种桩基浇注前桩底隐患探查方法及其探查装置，通过在桩基浇注前，在桩孔内液体表面以下以桩孔的中心轴线为中心横向阵列排布传感器，形成水平传感器面阵列；在水平传感器面阵列下方，以桩孔的中心轴线为中心竖直阵列排布震源点，形成垂直阵列震源点；通过震源发射信号，震源点发射地震波；传感器接收地震波并将信号传输给多路同步地震仪；多路同步地震仪接收信号完成数据采集。本发明在未浇注的桩孔中获取了利于地震波上、下行波分离的地震记录，通过行波分离算法和地震偏移成像算法，进而获得桩基桩底工程地质隐患的相关信息，利于后续信息的提取和处理得出桩基桩底工程地质隐患。
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一种挖桩孔机,其包括主机架、卷扬机、挖孔机,所述卷扬机安装于主机架上,挖孔机与卷扬机吊杆定滑轮上的钢丝绳连接,挖孔机包括有工作滑杆、重力锤、陀螺锲、工作固定顶杆、机爪、重力盘,工作滑杆穿过重力锤及其下部的陀螺锲中心,陀螺锲与重力锤相连,工作滑杆下部设有滑杆止点栓,靠近下端的滑杆内设有内止点套管;工作滑杆下端固定有伞撑装置,内止点套管和伞撑装置之间设有滑杆回位弹簧,伞撑装置与机爪爪体之间设有机爪张开撑杆;陀螺锲与工作固定顶杆的上部连接;工作固定顶杆与机爪相连,机爪与重力盘相连,工作固定顶杆的下端固定于重力盘上。本发明重量轻,操作方便,噪声低,适用于各种复杂地质结构工地挖桩孔用。
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本发明涉及地质勘探技术领域，公开一种物探仪及其图像切换方法，以实现对采集数据进行快速成图及切换，而摆脱第三方的诸多困扰。本发明方法包括：当请求折线图时，根据测线不同测点相同频率下所对应的不同电场值生成折线图，所述折线图的横坐标为依次线性排列的测点、纵坐标为电场值、并对同一频率所对应测线上的相邻测点以折线连接并与其他频率下的连接折线差异化配色；当请求剖面图时，根据采样数据进行插值处理，根据所有电场值中的最大值和最小值对采样和插值的各电场值进行配色，根据采样数据及其插值数据生成横坐标为依次线性排列的测点、纵坐标为地质深度、不同颜色对应不同电场值的目标剖面图。
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双频道多参数频谱激电观测系统，适用于地质电 法勘探中的频率域激发极化观测方案。观测仪器采 用双频复合信号发送、双频同时接受、模拟量直接作 富氏变换等技术措施，高、低频差可任意选定，且可形 成多组不同的频率对，一次测量可得到ReL、Reh、 φL、φh、Rs、Sp、Psh、PsL八个观测参数。仪器轻便、 功耗小，普查详查兼用，特别适于复杂地形的勘探作 业。
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本发明公开了一种基于有限信息的矿区断层突水风险的评价方法，属于矿山安全技术领域，具体步骤为：主控因素的选取与确定；基于判断矩阵的主控因素重要性分析及权值获取；突水系数算法构建；矿区单元剖分及确定剖分单元优势断层；基于分形理论的单元断层分布复杂性分析；单元突水系数计算；插值获得矿区断层突水等值线分布。本发明提出的矿区断层突水评价方法并不需要详尽的矿区地质调查资料做支撑，方法中所需的四个方面的信息(断层类型，断层倾角，断层落差及断层分布复杂性)在大部分矿区的地质调查资料中都有完备的记载，所以本发明提出的方法具有很强的适用性，可以在几乎所有的大中小型矿井进行实施。
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本发明公开了一种具有桩基盖梁的路基结构，其包括：抗滑桩、盖梁、承载底板、挡土板、路基填筑料和路面结构层，抗滑桩沿着道路的纵向方向间隔设置且位于道路的横向方向的中部，每一个抗滑桩的顶部固定有一个盖梁，盖梁为向边坡外侧延伸的悬臂梁，挡土板的两端分别连接于相邻两个抗滑桩，挡土板和边坡之间填充有路基填筑料，承载底板的两端分别位于相邻两个盖梁的上表面；路基填筑料和承载底板的上方铺设有路面结构层。本发明还涉及上述路基结构的施工方法。本发明结构简单，能尽可能地少扰动不良地质及艰险地形边坡，有效地降低引发次生地质灾害的风险，节约圬工及钢材，减少路基开挖填筑量，技术及经济效果显著。
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本发明提供了一种基于八叉树的复杂矿体块段模型构建方法，包括：根据预设的最小体元尺寸，将目标矿体的地质空间划分为多个三维网格；根据所述三维网格对应的体元与所述地质空间边界的内外关系，通过栅格扫描法对所述体元进行筛选；根据八叉树节点的层级关系，对筛选后的体元进行合并，形成八叉树模型。本发明还提供了一种基于八叉树的复杂矿体块段模型构建系统，包括划分单元、筛选单元及合并单元。本发明能够实现基于八叉树的块段模型高效构建，大大降低了算法的时间复杂度，提高了算法的鲁棒性。
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本发明公开一种刀盘，包括刀盘本体以及设置于刀盘本体上的钻孔单元和劈裂单元，本发明的刀盘在硬岩地质掘进时，先通过钻孔单元在掌子面上钻出多个孔，以降低掌子面的强度，劈裂单元正对劈裂孔进行劈裂作业，以完成对掌子面的破岩。本发明还公开了一种掘进机，本发明的掘进机能够适应硬岩以及超硬岩地质的掘进，并且掘进效率高。本发明还公开了一种掘进机的施工方法，先通过钻孔，能在掌子面上形成多个同心圆，再通过劈裂机构对钻出的孔进行劈裂作业，以对掌子面进行破岩，在掘进时，预先在掌子面边缘位置进行周圈打孔，以使得掌子面与周边围岩分隔开来，降低刀盘本体掘进或劈裂工作时对围岩的扰动，以保证掘进的顺利进行。
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本发明公开了一种隧道掘进过程中承压岩溶水的探放方法，通过超前地质预测预报查找高承压水岩溶区，锁定岩溶区域确定边界范围，封闭掌子面，退出钻具；测控装置设计及制造；确定液压潜孔钻机位置并对角度进行调整，对液压潜孔钻机底座进行地锚式加固；预先对隧道掌子面采用钢筋网+锚喷加固施工；用大直径大钻头钻出测控装置安装段并进行测控装置安装及加固；更换小于闸阀直径的钻头，将钻杆通过闸阀内及放水管道继续钻进；液压潜孔钻机钻头达到承压岩溶水位置，停止钻进退出钻具；通过测控装置及液压潜孔钻机探放高承压岩溶水；重复进行直至全部探放完成。解决了钻机掘进过程中高承压岩溶水突涌，突泥现象引发的围岩失稳，造成的地质灾害问题。
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本发明公开了一种隧道塌方空腔的回填修复方法,是从地表钻孔注浆或回填后的一种塌方处理方法,包括以下施工工序:第一,定位钻孔;第二,空腔回填;第三,开挖清理;通过打孔回填的施工方法,利用各种回填料回填塌方空腔形成一个受力体,承受塌方区不稳定的荷载,确保阻止继续塌方,并为后续支护提供着力点,再进行暗挖施工,降低了施工难度,施工速度快,等同于正常地质条件下的隧道掘进,是一种非常稳妥的塌方处理方法;不仅安全性好,处理塌方的人员和机械基本是在安全作业面进行施工,无安全隐患;而且施工速度快,作业效率高。
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本发明公开了一种适用于区域地震滑坡危险性评估的斜坡单元细化方法，该方法包括步骤：S1、对研究区域的地形数据和地质数据收集与整理，并基于地形数据和地质数据获取关键岩体力学参数；S2、基于地形数据，采用传统水文分析方法提取斜坡单元；S3、依据地震边坡稳定性分析原理，基于栅格单元计算边坡屈服加速度；S4、将传统水文分析方法提取的斜坡单元作为限制图层，基于S3获取的边坡屈服加速度差异性，对传统斜坡单元进行细化，进而得到细化后的斜坡单元。采用本发明方法细化后的斜坡单元既保留了传统斜坡单元的边界信息，同时融入了与地震滑坡形成的相关物理机制，可有效用于区域地震滑坡危险性评估的制图单元，并有助于提升评估结果的可靠性。
本发明提供了一种模拟含承压水裂隙岩体爆破累积损伤测试的试验模型及方法，属于岩体爆破和结构无损检测技术领域。本发明通过模拟裂隙2模拟含承压水裂隙岩体内部的裂隙结构，通过水管3解决模拟裂隙2内部空间与外界的有效连接，通过水压泵4提供恒定水压来模拟承压水条件；通过爆破测振装置8和超声波探测仪10测定爆破后模拟岩体试件1的质点振速和波速，并利用波速的变化得到每次爆破后模拟岩体试件1的损伤度，最后根据损伤度和质点振速的变化规律确定含承压水裂隙岩体爆破累积损伤演化规律。本发明可以简单直观地模拟测试循环爆破作用下含承压水裂隙岩体的累积损伤发展情况，从而为临近不良地质体附近的工程爆破施工安全提供技术支撑。
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