隧道微震分布式直观警示系统开发与工程应用

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1、分类号U456.3单位代码10618密级公开学号 2150951024专业硕士学位论文隧道微震分布式直观警示系统开发与工程应用研 究 生 姓 名：导师姓名及职称：导师姓名及职称：亢陈刘雨仕亚婕周（研究员）蒙（副研究员）申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称交通运输工程论文提交日期2018 年 6 月 11 日专业领域名称 交通运输工程 1论文答辩日期2018 年 6 月 3 日2018 年 6 月 11 日Development and engineering

2、application of visual warning system fordistributed tunnel micro-seismicA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：Kang Yu JieSupervisor：Prof. Chen Shi ZhouChongqing Jiaotong University, Chongqing, China摘要公路隧道建设安全管理是国家重点关注问题，目前传统的监测技术关注点在于应变后的量

3、测，没能达到透过现象看本质，发现灾害演变过程，自然不能很好做到灾害预警。若是能在灾害演变过程中就能监测到有效信息，能大大减少灾害带来的损失。因此，利用微震技术监测隧道施工建设中围岩的变动是很有必要的。本论文针对隧道施工安全管理应用开发隧道微震分布式直观警示系统，该系统通过对隧道围岩内部，由于应力跳变、微断裂和岩爆等物理变化产生的微震信号的实时监测，并采用独立的智能测量设备在隧道内特征点位的分布布设，来识别隧道内微震信号类别、数量、能量大小、时间分布、波形时频域特征等，从而分析微震与围岩稳定性的关系，实现对可能的地质灾

4、害提前探测，如：隧道围岩稳定性的预判断，岩爆危险的预感知等等。研制的微震监测警示仪以直观的方式，可以实现施工现场风险预警，通过这种先进的技术手段，使施工现场的安全管理上升到一个新的台阶。研发隧道微震分布式直观警示系统，首先过查阅和调研公路隧道发展与微震监测发展等相关资料，并做了相关市场调研，了解目前国内外微震监测技术在隧道施工过程中的应用情况，技术与工程的连接程度，和目前存在的不足。国内暂无完善的监测警示设备，而国外引进设备昂贵且专业性强，需配备专业指导。然后对于系统基础理论微震监测技术原理进行学习和掌握，微震信号的

5、产生、发展、拾取、辨认、预分析、传输及处理，每一过程都包含了较多知识量，有岩体力学、电子信息、软硬件处理、网络通讯等。在理论基础上，进行自主开发系统设备，制定一套严谨的研发方案并严格按照要求执行。传感器的选择不仅只考虑硬件设备的问题，其中牵扯了测量位移和加速度之间的关系。数据采集模块必须满足 24小时不间断采集，不漏数，不停顿，能暂时存储并有足够通道传输。供电系统考虑在施工环境现场断电的情况下能满足设备正常使用。软件处理需求较大，前端数据预处理，过滤，包络分析，阈值分析，报警识别等。最后，开发系统必须经过工程检验才算

6、是合格的产品。隧道微震分布式直观警示系统在中铁二十局东环线牛栏湾隧道施工现场应用，人工爆破时，能产生紧急报警状态，但目前收集数据较少，还并未对其在安全管理作用上进行评价与分析。后续，对于系统的研究仍会继续。关键词：隧道微震，直观警示，传感器，工程应用IABSTRACTThe Safety Management of road tunnel construction is the state's key concernpoints, the current traditional monitoring technolo

7、gy focus on the measurement after thestrain, failed to achieve through the phenomenon to see the nature, so that it can not be agood disaster warning. If effective information can be monitored in the course ofdisaster evolution, the damage caused by the disaste

8、r can be greatly reduced. Therefore,it is necessary to use the micro-seismic technology to monitor the surrounding- rockmovement in the construction of tunnels.This paper ai