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龙图腾网获悉山东科技大学;福建理工大学;福建汇川物联网技术科技股份有限公司申请的专利一种基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119291783B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411832930.3，技术领域涉及：G01V1/50；该发明授权一种基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测方法及系统是由贺鹏;李文彤;王刚;郑文;林文忠;陈晨;陈军浩;郑程程设计研发完成，并于2024-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于岩土中心勘测技术领域，具体涉及一种基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测方法及系统，包括：获取隧道掌子面钻进试验的随钻超声参数；基于所获取的随钻超声参数，计算隧道掌子面钻进系数，构建钻进系数‑围岩等级关系库；根据当前隧道掌子面随钻超声参数以及所构建的钻进系数‑围岩等级关系库，得到当前隧道掌子面围岩等级，完成基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测。本发明通过钻进参数高效、准确预测当前掌子面围岩等级，提高现场数据采集的效率，摆脱对现场操作人员工作经验的依赖，有助于减低施工成本，预防工程灾害。

本发明授权一种基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测方法，其特征在于，采用超声波冲击旋转系统钻进岩石，根据钻进距离、钻进速度、钻进压力、振幅和转速确定当前掌子面的钻进系数，结合数据库确定当前掌子面的围岩等级，包括： 获取隧道掌子面钻进试验的随钻超声参数； 基于所获取的随钻超声参数，计算隧道掌子面钻进系数，构建钻进系数-围岩等级关系库； 根据当前隧道掌子面随钻超声参数以及所构建的钻进系数-围岩等级关系库，得到当前隧道掌子面围岩等级，完成基于随钻超声的隧道掌子面围岩等级预测； 基于超声波辅助旋转冲击破岩，破岩所需能量包括机械力能量、超声波振动能量和旋转冲击能量； 所获取的随钻超声参数至少包括钻进距离、随钻钻杆转速、钻进压力、钻进速度以及随钻钻头与围岩的接触面积； 所述隧道掌子面钻进系数与破岩所需能量与钻进速度的比值相关，即；其中，为机械力能量，为超声波振动能量，为旋转冲击能量，P为钻进压力，S为钻头与岩石的接触面积，h为钻进距离，m为超声波振动系统的质量，f为振动频率，A为振幅，I为转动惯量，N为随钻钻杆转速； 钻进系数K 1与钻进距离h、振幅A、随钻钻杆转速N、钻进压力P呈正相关，与钻进速度呈负相关，简化钻进系数为；所述钻进条件包括随钻钻杆频率、随钻钻头与围岩的接触面积和随钻钻杆转动惯量； 所述钻进距离通过位移传感器监测得到，根据位移和时间计算钻进速度，基于压电式加速度传感器监测钻杆的加速度以及振幅，根据加速度和牛顿定律计算钻进压力，结合霍尔元件监测钻杆速度，完成隧道掌子面钻进试验的随钻超声参数的获取。

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