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摘要：本发明提供了一种基于隧道救援钻进式监测的围岩强度模型构建方法及装置，涉及隧道救援技术领域，包括：监测钻进系统的实时钻进扭矩、实时钻进转速、实时钻进动力及实时钻进速度，利用声波发射单元及声波接收单元获取声波传播速度及声波强度比值，根据声波传播速度及声波强度比值得到破坏因子，根据破坏因子及破坏阈值得到目标钻进转速及目标钻机速度，根据实时钻进扭矩及目标钻进转速，计算实时旋转能量，根据实时钻进动力及目标钻进速度，计算实时钻进能量，根据实时旋转能量、实时钻进能量及单位参考能量，构建围岩强度模型。本发明可提高围岩强度模型构建的准确性及效率。

主权项：1.一种基于隧道救援钻进式监测的围岩强度模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：监测钻进系统的实时钻进扭矩、实时钻进转速、实时钻进动力及实时钻进速度，其中，钻进系统包括：旋转钻进钻头、声波发射单元及声波接收单元；利用所述声波发射单元向预设的目标围岩层内部发射原始声波信号，记录所述原始声波信号的信号发射时刻及发射信号强度，利用所述声波接收单元接收目标围岩层内部反射的目标声波信号，包括：利用声波接收单元接收综合声波信号；根据预设的信号阈值，识别所述综合声波信号中的裂纹声波信号，其中，裂纹声波信号为信号幅值小于信号阈值的综合声波信号；将所述综合声波信号中的裂纹声波信号进行删除处理，得到目标声波信号；根据所述信号发射时刻、信号接收时刻及实时钻进速度，计算声波传播速度，包括：根据所述信号发射时刻及信号接收时刻，计算声波传播时长，其中，声波传播时长表示为： ；其中，表示声波传播时长，表示信号发射时刻，表示信号接收时刻；获取目标围岩层的围岩层厚度，根据预设的初始计数，将所述围岩层厚度记为初始发射路程，其中，所述初始计数及初始发射路程表示为： ；其中，表示初始计数，表示初始发射路程；根据初始计数，获取信号接收单元第次接收到目标声波信号时的初始传播时长及初始钻进速度；根据所述初始计数计算目标计数，其中，所述目标计数表示为： ；其中，表示目标计数；根据所述初始发射路程、初始传播时长及初始钻进速度，利用如下公式计算目标发射路程： ；其中，表示目标发射路程，表示初始接收路程，表示初始发射路程，表示初始钻进速度，表示初始传播时长；获取声波接收单元当前已接收的目标声波信号的当前计数，判断所述目标计数是否等于当前计数；若所述目标计数不等于当前计数，则将所述目标计数及目标发射路程分别作为初始计数及初始发射路程，并返回所述根据初始计数，获取信号接收单元第次接收到目标声波信号时的初始传播时长及初始钻进速度的步骤；若所述目标计数等于当前计数，则将所述目标发射路程作为声波发射路程，并根据声波发射路程、声波传播时长及实时钻进速度，利用如下公式计算声波传播速度： ；其中，表示声波传播速度，表示声波发射路程，表示实时钻进速度，表示声波传播时长；根据所述发射信号强度及接收信号强度，计算声波强度比值；根据声波传播速度及声波强度比值进行权重计算，得到目标围岩层的破坏因子，包括：根据声波传播速度及声波强度比值，利用如下公式计算破坏因子： ； ；其中，表示破坏因子，表示速度权重系数，表示以10为底的对数函数，表示声波传播速度，表示比值权重系数，表示声波强度比值，表示接收信号强度，表示发射信号强度；根据所述破坏因子及预设的破坏阈值，对实时钻进转速及实时钻进速度进行调节，得到目标钻进转速及目标钻进速度，包括：判断所述破坏因子是否大于破坏阈值：若所述破坏因子不大于破坏阈值，则将所述破坏因子作为调节因子；若所述破坏因子大于破坏阈值，则利用如下公式对实时钻进转速进行调节，得到调节钻进转速及钻头角速度： ； ；其中，表示调节钻进转速，表示实时钻进转速，表示转速参量，表示钻头角速度，表示圆周率；获取旋转钻进钻头的旋转钻头直径，根据所述钻头角速度、实时钻进速度、实时钻进动力及旋转钻头直径，利用如下公式对实时钻进速度进行调节，得到调节钻进速度： ；其中，表示调节钻进速度，表示旋转钻头直径，表示硬度系数，表示实时钻进动力，表示监测周期；根据调节钻进速度，对所述破坏因子进行调节计算，得到调节因子，包括：根据所述调节钻进速度，利用如下公式计算声波调节速度： ；其中，表示声波调节速度；根据所述声波调节速度，利用如下公式计算调节因子： ；其中，表示调节因子；判断所述调节因子是否大于破坏阈值：若所述调节因子大于破坏阈值，则将所述调节因子、调节钻进转速及调节钻进速度分别作为破坏因子、实时钻进转速及实时钻进速度，并返回所述判断所述破坏因子是否大于破坏阈值的步骤；若所述调节因子不大于破坏阈值，则将所述调节钻进转速及调节钻进速度分别作为目标钻进转速及目标钻进速度；根据所述实时钻进扭矩及目标钻进转速，计算钻进系统的实时旋转能量，根据所述实时钻进动力及目标钻进速度，计算钻进系统的实时钻进能量，包括：基于所述调节因子及监测周期，设定计算周期，其中，计算周期表示为： ；其中，表示计算周期，表示自然常数，G表示地板函数；根据实时钻进扭矩及目标钻进转速，利用如下公式计算实时旋转能量： ； ；其中，表示实时旋转能量，表示旋转损耗，p表示在一个计算周期内获取的实时钻进扭矩或目标钻机转速的数量，j表示获取的实时钻进扭矩或目标钻进转速的序号，表示第j次获取的实时钻进扭矩，表示第j次获取的目标钻进转速；根据所述计算周期及目标钻进速度，构建目标钻进速度集，其中，所述目标钻进速度集表示为： ；其中，表示目标钻进速度集，表示第1目标钻进速度，表示第u目标钻进速度，u表示一个计算周期内获取的实时钻进动力或目标钻进速度的数量；根据所述实时钻进动力及目标钻进速度集，利用如下公式计算实时钻进能量： ； ；其中，表示实时钻进能量，表示动能损耗，k表示获取的实时钻进动力或目标钻进速度的序号，表示第k次获取的实时钻进动力，表示钻进系统的系统质量，表示第k目标钻进速度；根据实时旋转能量、实时钻进能量及预设的单位参考能量，构建围岩强度模型，包括：根据所述目标钻进速度集，计算平均钻进速度；根据实时旋转能量、实时钻进能量、平均钻进速度及计算周期，利用如下公式计算单位旋转能量及单位钻进能量： ；其中，表示平均钻进速度，表示单位旋转能量，表示单位钻进能量；根据所述单位旋转能量、单位钻进能量及单位参考能量，构建如下围岩强度模型： ；其中，表示围岩强度函数，表示单位参考能量。

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