1.一種利用鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)原位實時確定巖體損傷狀態(tài)的方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,將壓力變送器串聯(lián)入液壓鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的輸入油路,測量鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)壓力P1;將壓力變送器串聯(lián)入液壓鉆機(jī)的給進(jìn)油缸的輸入油路,測量鉆機(jī)的給進(jìn)壓力P2;利用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測試鉆桿的旋轉(zhuǎn)速率ω;利用拉線位移傳感器測試鉆桿的鉆進(jìn)速率v;
步驟2,然后利用步驟1獲取的旋轉(zhuǎn)壓力P1、給進(jìn)壓力P2、旋轉(zhuǎn)速率ω以及鉆進(jìn)速率v確定壓力指標(biāo)π1與轉(zhuǎn)速指標(biāo)π2,其公式如下:
π1=P1/P2
π2=(d×ω)/v;
步驟3,利用鉆孔攝像或鉆孔聲波測試方法測試數(shù)個鉆孔,獲得這些鉆孔不同深度處的巖體損傷狀態(tài),確定不同位置的巖體損傷狀態(tài)指標(biāo)ID;
步驟4,通過步驟1-3獲取訓(xùn)練樣本,利用訓(xùn)練樣本中的π1與π2作為輸入,ID作為輸出,采用多參數(shù)輸入單參數(shù)輸出模型對π1、π2、ID進(jìn)行訓(xùn)練,建立ID與π1與π2的關(guān)系;
步驟5,在鉆機(jī)的鉆進(jìn)過程中通過步驟1-2實時獲取壓力指標(biāo)π1與轉(zhuǎn)速指標(biāo)π2,將實時獲取的壓力指標(biāo)π1與轉(zhuǎn)速指標(biāo)π2導(dǎo)入步驟4中訓(xùn)練好的多參數(shù)輸入單參數(shù)輸出模型中實時確定ID,從而實時確定巖體的損傷狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)原位實時確定巖體損傷狀態(tài)的方法,其特征在于:步驟3中利用鉆孔攝像確定巖體損傷狀態(tài)指標(biāo)ID時,以孔壁可見裂紋數(shù)目作為巖體損傷評價參數(shù);設(shè)巖體沒有損傷時的裂紋數(shù)為n1,巖體損傷較大失去承載能力時的裂紋數(shù)為n2,則ID=(n2-n)/(n2-n1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)原位實時確定巖體損傷狀態(tài)的方法,其特征在于:步驟3中利用鉆孔聲波測試確定巖體損傷狀態(tài)指標(biāo)ID時,以巖體中的波速作為巖體損傷評價參數(shù);設(shè)巖體沒有損傷時的波速為Vw1,巖體損傷較大失去承載能力時的波速為Vw2,則ID=(Vw-Vw2)/(Vw1-Vw2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)原位實時確定巖體損傷狀態(tài)的方法,其特征在于:步驟3中巖體損傷狀態(tài)指標(biāo)ID的取值范圍為0≤ID≤1.ID可定量刻畫巖體的損傷狀態(tài);當(dāng)ID=1,巖體無損傷;ID越接近零,巖體的損傷越嚴(yán)重。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)原位實時確定巖體損傷狀態(tài)的方法,其特征在于:所述多參數(shù)輸入單參數(shù)輸出模型為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或多參數(shù)輸入單參數(shù)輸出的支持向量機(jī)模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)原位實時確定巖體損傷狀態(tài)的方法,其特征在于:將壓力指標(biāo)π1與轉(zhuǎn)速指標(biāo)π2分別利用其最大值進(jìn)行歸一化處理。