基于多小波分析及证据推理的隧道超前水平钻孔参数预报方法研究
发布时间：2021-11-04 06:44
超前水平钻孔参数预报是最直接、有效的一种短程隧道预报方法,该方法通过掌子面水平钻进获取的钻进速度、旋转速度、推进压力和扭矩等参数,利用4个参数与围岩的相关性,推断掌子面前方具体围岩情况。目前在参数预报研究中对围岩岩性及构造的划分不细致,其结果与实际围岩存在一定误差,且无法较为准确的区分开岩性及构造。本文以小川隧道钻进过程中获取的参数为基础,采用了小波去噪、多小波分析和证据推理等方法对功速比曲线进行了深入的研究,以达到对掌子面前方围岩岩性及构造较为准确的划分。主要做了以下工作:（1）采用了小波去噪方法对现场钻进试验获取的含噪声参数曲线进行去噪处理,可以有效的获取曲线特征,并利用去噪处理后钻进参数的相关性引入功速比公式。（2）通过连续小波变换和边缘检测方法对功速比曲线进行多小波匹配,将多小波匹配结果结合掌子面描述和钻进参数曲线对围岩岩性及部分构造进行划分。结果表明,功速比曲线多小波匹配分析可以较为准确的划分围岩岩性及部分构造。（3）针对多小波分析在围岩构造划分中存在“不确定”和“不知道”部分,引入了具有直接表达其能力的证据推理方法。经过证据推理判断得到的不确定围岩段构造类别可信度高。并与钻...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小川隧道局部（试验段）地质纵断面图
长安大学硕士学位论文14图 2.1 小川隧道局部（试验段）地质纵断面图2.2 掌子面描述小川隧道掌子面描述纵断面图，如图 2.2，图中主要描述了在施工时所记录的掌子面几个断面的岩性及构造。小川隧道左侧围岩主要以石灰岩为主，多数为钙质胶结，节理裂隙较多，较为发育；右侧围岩主要以砾岩为主，多为钙质胶结，其中含有较多石灰岩，裂隙较少。不整合带以石灰岩和方解石集合物为主，其走向 188°＜25°，在隧道后段不整合带有明显往上发展的趋势和风化迹象。图 2.2 小川隧道掌子面描述纵断面图隧道掌子面上 1#、2#孔采用冲击钻探，以断面的中轴线对称布置，分别以 8°～10°
距侧壁 2.5m。隧道钻孔断面布置如图 2.3 所示。图 2.3 隧道掌子面钻孔断面布置图2.3 钻机主要技术性能现场钻进试验参数是通过意大利 KASAGRAND C6 钻机获取。C6 钻机结构紧凑、功率强大，适用于各种地层的直接或循环钻进，也可以加载液压冲击锤或潜孔锤进行冲击破碎作业。因此，C6 钻机适用于在土层、粘土层、沙石层、岩石层和含水层等不同类型的地质条件下实现锚杆、锚索、地质钻探、注浆加固。具体技术规格如表 2-1。表 2-1 C6 钻机主要技术规格钻孔深度（m） >150钻孔直径（mm） ≤305钻机最大推进力（kN） 35最大提升力（kN） 63.5最大钻孔高度（m） 3.707单根钻杆长度（m） 4m 之内（1
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩层破裂微震信号小波分析中小波基的选取[J]. 王强,陈迅. 电子设计工程. 2016(21)
[2]地震动反应谱拟合过程中小波基函数的选取[J]. 白泉,韩晶晶,盛国华,张正帅. 地震学报. 2015(06)
[3]利用井下钻探参数研究掘进巷道上(下)伏煤层赋存情况[J]. 郝立民. 中国高新技术企业. 2014(06)
[4]利用常规测井资料识别裂缝方法研究[J]. 董双波,柯式镇,张红静,刘春艳. 测井技术. 2013(04)
[5]基于钻进能量理论的隧道凝灰岩地层界面识别及围岩分级方法[J]. 田昊,李术才,薛翊国,邱道宏,苏茂鑫,王凯. 岩土力学. 2012(08)
[6]承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析[J]. 段鸿海,胡春跃. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2011(03)
[7]基于D-S证据理论的组合数据融合算法[J]. 陆三兰,程铭东. 微电子学与计算机. 2011(01)
[8]小波变换在高分辨率层序地层划分中的应用[J]. 何欣,卢双舫,张学娟,张雷. 内蒙古石油化工. 2010(06)
[9]综合地质超前预报在齐岳山隧道施工中的应用[J]. 陈晓广. 地质灾害与环境保护. 2010(01)
[10]小波分析在振动信号去噪中的应用[J]. 胡俊文,周国荣. 机械工程与自动化. 2010(01)
硕士论文
[1]基于多种小波基的桥梁损伤信号分析方法研究[D]. 赵宇翔.吉林建筑大学 2017
[2]超前钻探法在隧道超前地质预报中的应用研究[D]. 祁伟.长安大学 2015
[3]公路山岭隧道超前钻探地质预报研究[D]. 赵鹏宇.长安大学 2014
[4]JGZ型管棚钻机超前地质预报系统研究[D]. 吴志强.中南大学 2013
[5]测井数据的小波分析方法[D]. 郭锐.吉林大学 2011
[6]基于D-S证据理论的推理系统研究[D]. 刘晓光.合肥工业大学 2010
[7]小波多尺度分析方法识别储层裂缝[D]. 张文静.中国石油大学 2009
[8]基于小波的信号去噪方法研究[D]. 吴勇.武汉理工大学 2007
[9]振动信号处理中的小波基选择研究[D]. 郭亚.合肥工业大学 2003
本文编号：3475209
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小川隧道局部（试验段）地质纵断面图
长安大学硕士学位论文14图 2.1 小川隧道局部（试验段）地质纵断面图2.2 掌子面描述小川隧道掌子面描述纵断面图，如图 2.2，图中主要描述了在施工时所记录的掌子面几个断面的岩性及构造。小川隧道左侧围岩主要以石灰岩为主，多数为钙质胶结，节理裂隙较多，较为发育；右侧围岩主要以砾岩为主，多为钙质胶结，其中含有较多石灰岩，裂隙较少。不整合带以石灰岩和方解石集合物为主，其走向 188°＜25°，在隧道后段不整合带有明显往上发展的趋势和风化迹象。图 2.2 小川隧道掌子面描述纵断面图隧道掌子面上 1#、2#孔采用冲击钻探，以断面的中轴线对称布置，分别以 8°～10°
距侧壁 2.5m。隧道钻孔断面布置如图 2.3 所示。图 2.3 隧道掌子面钻孔断面布置图2.3 钻机主要技术性能现场钻进试验参数是通过意大利 KASAGRAND C6 钻机获取。C6 钻机结构紧凑、功率强大，适用于各种地层的直接或循环钻进，也可以加载液压冲击锤或潜孔锤进行冲击破碎作业。因此，C6 钻机适用于在土层、粘土层、沙石层、岩石层和含水层等不同类型的地质条件下实现锚杆、锚索、地质钻探、注浆加固。具体技术规格如表 2-1。表 2-1 C6 钻机主要技术规格钻孔深度（m） >150钻孔直径（mm） ≤305钻机最大推进力（kN） 35最大提升力（kN） 63.5最大钻孔高度（m） 3.707单根钻杆长度（m） 4m 之内（1
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩层破裂微震信号小波分析中小波基的选取[J]. 王强,陈迅. 电子设计工程. 2016(21)
[2]地震动反应谱拟合过程中小波基函数的选取[J]. 白泉,韩晶晶,盛国华,张正帅. 地震学报. 2015(06)
[3]利用井下钻探参数研究掘进巷道上(下)伏煤层赋存情况[J]. 郝立民. 中国高新技术企业. 2014(06)
[4]利用常规测井资料识别裂缝方法研究[J]. 董双波,柯式镇,张红静,刘春艳. 测井技术. 2013(04)
[5]基于钻进能量理论的隧道凝灰岩地层界面识别及围岩分级方法[J]. 田昊,李术才,薛翊国,邱道宏,苏茂鑫,王凯. 岩土力学. 2012(08)
[6]承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析[J]. 段鸿海,胡春跃. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2011(03)
[7]基于D-S证据理论的组合数据融合算法[J]. 陆三兰,程铭东. 微电子学与计算机. 2011(01)
[8]小波变换在高分辨率层序地层划分中的应用[J]. 何欣,卢双舫,张学娟,张雷. 内蒙古石油化工. 2010(06)
[9]综合地质超前预报在齐岳山隧道施工中的应用[J]. 陈晓广. 地质灾害与环境保护. 2010(01)
[10]小波分析在振动信号去噪中的应用[J]. 胡俊文,周国荣. 机械工程与自动化. 2010(01)
硕士论文
[1]基于多种小波基的桥梁损伤信号分析方法研究[D]. 赵宇翔.吉林建筑大学 2017
[2]超前钻探法在隧道超前地质预报中的应用研究[D]. 祁伟.长安大学 2015
[3]公路山岭隧道超前钻探地质预报研究[D]. 赵鹏宇.长安大学 2014
[4]JGZ型管棚钻机超前地质预报系统研究[D]. 吴志强.中南大学 2013
[5]测井数据的小波分析方法[D]. 郭锐.吉林大学 2011
[6]基于D-S证据理论的推理系统研究[D]. 刘晓光.合肥工业大学 2010
[7]小波多尺度分析方法识别储层裂缝[D]. 张文静.中国石油大学 2009
[8]基于小波的信号去噪方法研究[D]. 吴勇.武汉理工大学 2007
[9]振动信号处理中的小波基选择研究[D]. 郭亚.合肥工业大学 2003
本文编号：3475209
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