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龙图腾网获悉中铁西南科学研究院有限公司申请的专利一种隧道不良地质体超前地质预报探测模拟装置及方法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：CN111538073B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21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：202010501606.9，技术领域涉及：G01V1/00；该发明授权一种隧道不良地质体超前地质预报探测模拟装置及方法是由卢松;肖洋;李春林;汪旭;杨玲洁;张优;王福亮;李苍松;丁建芳设计研发完成，并于2020-06-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道不良地质体超前地质预报探测模拟装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种隧道不良地质体超前地质预报探测模拟装置及方法，涉及隧道工程、超前地质预报技术领域，该装置包括隧道模型、断层模型、岩溶模型和孤石模型，隧道模型侧壁方向分别挖掘有掌子面A导洞、掌子面B导洞和掌子面C导洞；断层模型正对掌子面A导洞设置；岩溶模型正对掌子面B导洞设置；孤石模型正对掌子面C导洞设置。该装置可分别模拟断层、岩溶、孤石的不良地质体，其设计巧妙、针对性强、方便易用、适应性强，对隧道超前地质预报有着巨大的推助作用。该方法利用上述装置先进行试验，获取各类不良地质体的优选探测参数；其后利用该探测参数实地探测，可一次性探测预报未开挖区域内的各类不良地质体，其方便快捷，准确性高。

本发明授权一种隧道不良地质体超前地质预报探测模拟装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道不良地质体超前地质预报探测模拟装置，其特征在于，包括隧道模型1、断层模型2、岩溶模型3和孤石模型4， 所述隧道模型1为向下挖掘的方形孔，所述隧道模型1的三个侧壁的中心位置向远离所述隧道模型1方向分别挖掘有掌子面A导洞5、掌子面B导洞6和掌子面C导洞7； 所述断层模型2为向下挖掘的矩形孔，所述断层模型2正对所述掌子面A导洞5设置； 所述岩溶模型3为向下挖掘的圆形孔，所述岩溶模型3正对所述掌子面B导洞6设置； 所述孤石模型4为埋设的混凝土块，所述孤石模型4正对所述掌子面C导洞7设置； 利用最小岩土盘厚度公式计算断层模型2距所述掌子面A导洞5的距离、所述岩溶模型3距所述掌子面B导洞6的距离、所述孤石模型4距所述掌子面C导洞7的距离； 当岩土盘为矩形时，最小岩土盘厚度公式为： 式中：X-板厚、β-变量系数、Y-横向尺寸、Z-纵向尺寸、γ-抗拉强度、ρ-地下水密度、g-重力加速度、H-岩土盘受力中心位置的水头高差、a、b、c、d为幂指数； 当岩土盘为圆形时，最小岩土盘厚度公式为： 式中：X-板厚、β-变量系数、r-界面尺寸半径、γ-抗拉强度、ρ-地下水密度、g-重力加速度、H-岩土盘受力中心位置的水头高差、a、b、c为幂指数、π-圆周率； 所述隧道模型1的方形孔的边长为2.5m，深度为3.5m； 所述掌子面A导洞5和掌子面B导洞6的下部为长宽均1m的正方形洞，其上部为直径1m的半圆形洞，所述半圆形洞弧顶距离地表2m； 所述掌子面C导洞7为直径1m的圆洞，所述掌子面C导洞7的圆形弧顶距离地表2m； 所述掌子面A导洞5、掌子面B导洞6和掌子面C导洞7的洞深均为1m； 所述断层模型2长4m、宽2.5m、深3.5m，所述断层模型2的长边中心正对所述掌子面A导洞5的轴线设置，所述断层模型2距掌子面A导洞5的距离为3.5m； 所述孤石模型4的直径为1m，埋深为3m，所述孤石模型4的中心正对所述掌子面C导洞7的轴线设置，所述孤石模型4与掌子面C导洞7的距离为3m; 在断层、溶洞及孤石模型4尺寸方面， 地震波勘探垂直分辨率的极限计算公式为： 式中： h-勘探目标体厚度、 -子波波长，计算公式如下： v-介质速度 f-子波主频 由于所浇筑填充物为素填土，最低速度约为1000ms，所敲击的地震子波主频最大约为550Hz，因此可计算得到探测的最小垂直分辨率为0.45m，所以设置断层模型2的宽度略大于所能探测的最小厚度，为0.5m，岩溶模型3及孤石模型4的半径也为0.5m。

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