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申请/专利权人：山东省地矿工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队)

摘要：本发明公开了一种岩溶发育区模拟预测方法，包括以下步骤：确定岩溶发育的研究区域，获取岩体样本中不同岩层的厚度平均值、湿度平均值和粘度平均值，测试水系平均水体流速和水体样本的酸碱度PH值；在振动平台上搭建水系的沟壑模型和地质模型；进行仿真，计算岩溶发育的冲刷效率、溶蚀效率，以及岩层的位移平均值；计算在单一振动+自然条件下的发育效率，以及岩层的位移平均值；计算发育系数；利用发育系数评价研究区域内岩溶发育的稳定性。本发明采集对岩溶发育区域内水系周围的岩层数据和水系内的水体数据，通过仿真，得到岩溶发育的稳定状态，为后期该区域的岩溶发育研究和岩溶发育的综合数据分析提供基础，方便岩溶发育的提成防治和预防。

主权项：1.一种岩溶发育区模拟预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定岩溶发育的研究区域，并在研究区域内选择地下或地上的水系，采集足量水体样本以及水系周围的岩体样本，获取岩体样本中不同岩层的厚度平均值、湿度平均值和粘度平均值，测试水系平均水体流速和水体样本的酸碱度PH值；S2：在振动平台上搭建水系的沟壑模型，并在沟壑模型周围根据岩体样本中不同种类岩层的顺序、厚度平均值、湿度平均值和粘度平均值建立岩层地质模型；S3：利用沟壑模型、岩层地质模型进行仿真，计算振动+水体冲击条件下岩溶发育的冲刷效率、溶蚀效率，以及岩层的位移平均值；S4：返回步骤S2，在振动平台上搭建新的岩层地质模型和沟壑模型进行仿真，计算在单一振动+自然条件下的发育效率，以及岩层的位移平均值；S5：计算在水系干涸条件下的岩溶发育系数g1、水系未干涸条件下的岩溶发育系数g2；S6：利用发育系数g1、发育系数g2评价研究区域内岩溶发育的稳定性；所述步骤S3包括：S31：沿岩层地质模型的厚度方向均匀布置若干位移传感器和湿度传感器，勾兑足量与水体样本的酸碱度PH值相同的实验用水，关闭振动平台；S32：向沟壑模型中按平均水体流速通入实验用水，并将从沟壑模型中流出的水进行收集；经过设定时长T后，停止向沟壑模型中供实验用水，测量收集的实验用水的体积v，并过滤收集的实验用水中的杂质，测量过滤后剩下的实验用水的体积v1；S33：计算在时长T过程中对岩层地质模型的冲刷量和溶蚀量： ； ；其中，Si为当前岩层地质模型中第i种岩层的湿度，Vi为岩层地质模型中第i种岩层的体积，v3为实验用水量，I为岩层的数量；S34：计算时长T过程中的冲刷效率和溶蚀效率；并采集每个位移传感器上采集的位移数据qe，e为位移传感器的编号，并计算位移平均值，E为岩层地质模型中安装位移传感器的总量；S35：打开振动平台，执行设定的振动幅度f和振动频率F，返回步骤S32，得到在振动条件下的冲刷效率和溶蚀效率，以及岩层的位移平均值；所述步骤S4包括：S41：返回步骤S2，在振动平台上搭建新的岩层地质模型和沟壑模型，关闭振动平台，经过设定时长T后，清扫沟壑模型内掉落的岩土，并测量掉落的岩土的体积v5，计算自然条件下的发育效率，以及自然条件下的位移平均值；S42：返回步骤S2，在振动平台上搭建新的岩层地质模型和沟壑模型，将振动平台的振动幅度和振动频率设置为、，经过设定时长T后，清扫沟壑模型内掉落的岩土，并测量掉落的岩土的体积v6，计算单一振动条件下的发育效率，以及单一振动条件下的位移平均值；所述步骤S5包括：计算在水系干涸条件下的岩溶发育系数g1： ；其中，k1为单一振动条件下发育效率对发育系数的影响权重，k2为单一振动条件下位移平均值对发育系数的影响权重；计算在水系未干涸条件下的岩溶发育系数g2： ；其中，k3为水体冲击条件下冲刷效率和溶蚀效率对发育系数的影响权重，k4为水体冲击条件下的位移平均值对发育系数的影响权重；k5为水体冲击+振动条件下的冲刷效率和溶蚀效率对发育系数的影响权重，k6为水体冲击+振动条件下的位移平均值对发育系数的影响权重，k7为水体冲击+振动条件对发育系数的增益权重。

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