[發明專利]一種12000千牛頓米能級強夯方法

在審

• 申請號: 201811239023.2
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109235416A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 李貴興;張生統;呂全義;柳建龍;申東陽;楊志龍;鄭茂盛;徐向星;方彩霞;李航;張凱
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第四工程局有限公司
• 主分類號: E02D3/046
• 分類號: E02D3/046
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 吳家偉

1.一種12000千牛頓米能級強夯方法，其特征在于，所述12000千牛頓米能級強夯方法包括：

步驟一：進行第一遍夯擊，主夯能級為12000千牛頓米，采用點夯，夯點形式按10m×10m正方形布置，點夯的夯擊數不少于10擊；

步驟二：進行第二遍夯擊，主夯能級為12000千牛頓米，采用點夯，夯點位于第一遍10m×10m正方形中心；

步驟三：進行第三遍夯擊，輔夯能級為6000千牛頓米，采用點夯，夯點間距5m×5m正方形；

步驟四：進行第四遍夯擊，夯擊能為3000千牛頓米，采用滿夯。

2.如權利要求1所述12000千牛頓米能級強夯方法，其特征在于，所述第一遍、第二遍與第三遍夯擊的最后兩擊的平均夯沉量≤200mm。

3.如權利要求1所述12000千牛頓米能級強夯方法，其特征在于，步驟一中，夯點間距10m；步驟二中，點夯的夯擊數不少于10擊。

4.如權利要求1所述12000千牛頓米能級強夯方法，其特征在于，步驟三中，點夯時，每點10擊；步驟四中，回填第一、二、三遍夯坑后滿夯，錘印搭接1/4，每點2擊。

5.一種利用權利要求1所述12000千牛頓米能級強夯方法的夯擊的地基。

6.一種對權利要求1所述12000千牛頓米能級強夯方法中強夯能級的控制方法，其特征在于，所述強夯能級的控制方法包括：

利用第一遍夯擊點、第二遍夯擊點、第三遍夯擊點區域分別布置的強夯壓力傳感器檢測夯擊數據，將檢測的數據傳輸給計算機；

利用計算機對夯擊設備的夯擊12000千牛頓米能級、夯擊6000千牛頓米能級、夯擊3000千牛頓米能級進行控制。

7.如權利要求6所述的強夯能級的控制方法，其特征在于，強夯壓力傳感器檢測夯擊數據中，對獲取到的不同夯擊能級信號進行預處理，以減少偽跡干擾；

創建濾波器，將預處理后的信號濾波到所需的頻段；

利用相位同步分析方法，計算各頻段的信號在各個時間點每兩個通道之間的相位關系，獲得動態功能連接矩陣；得到對應的正確夯擊能級數據；

預處理方法包括：對采集的信號數據進行0.5-35Hz帶通濾波，再去除干擾信號、剔除偽跡數據以得到所需的夯擊能級信號；

濾波器的創建方法為：信號使用小波包分解為五個頻段，即δ(0.5－10Hz)、θ(16－25Hz)、α(25－35Hz)；

采用相位鎖定值PLV來計算各頻段的夯擊能級信號在各個時間點上每兩個通道之間的相位關系，具體的計算公式如下：

PLV＝|<exp(j{Φ_i(t)-Φ_j(t)})>|；

其中，Φ_i(t)和Φ_j(t)分別為電極i和j的瞬時相位；

信號的相位值可以采用希爾伯特變換來計算，具體公式如下：

x_i(τ)是電極i的連續時間信號，τ是一個時間變量，t表示時間點，PV為柯西主值；

瞬時相位按如下計算：

同樣地，可以計算瞬時相位Φ_j(t)；

設選定的夯擊能級通道數為M，夯擊能級時間點數為T，利用兩兩通道構建不同的通道對，計算所有通道對的PLV值，此時得到一個M×M×T的三維矩陣K，其中M×M是一個時間點的上三角矩陣：

K的每個元素K_ijt為在t時間點上第i個電極和第j個電極之間的PLV值，該矩陣為動態功能連接矩陣，包含不同夯擊能級通道兩兩之間的相位關系，還包含夯擊能級通道的空間信息和時間信息；

計算機對夯擊設備的夯擊12000千牛頓米能級、夯擊6000千牛頓米能級、夯擊3000千牛頓米能級進行控制中，具體包括：

根據夯擊12000千牛頓米能級、夯擊6000千牛頓米能級、夯擊3000千牛頓米能級運動約束關系，構建三維空間干涉矩陣，獲取可行的控制順序序列；

以不同夯擊能級的夯擊實時數據為控制順序序列評價的指標，構造適應于萬有引力搜索算法的適應度函數；

對萬有引力搜索算法的計算公式進行重新定義與改造，構建出新的萬有引力搜索計算公式；

采用新的萬有引力搜索計算公式對待控制順序序列進行迭代求解，所獲取的計算結果即為最優控制順序序列；

三維空間干涉矩陣如下：

其中，Ma為三維空間控制順序干涉矩陣，a為夯擊能級方向，且a∈{±x,±y,±z}；C₁C₂...C_n表示各個待夯擊能級數據；n為待夯擊次數；C_ij＝1表示在不同夯擊能級C_i沿著方向a往下一夯擊能級移動時，將與夯擊能級C_j發生重疊；夯擊能級不與自身發生重疊，C_ii＝0；

適應度函數為：

其中，Fit(t)為適應度函數，f(X_i)表示夯擊能級數據i的夯擊實時數據；Q_i(k,k+1)表示完成第k個夯擊能級數據到第k+1個夯擊能級數據的過程所花費的時間，該Q_i(k,k+1)＝d·D_i(k,k+1)+k·T_i(k,k+1)+l·L_i(k,k+1)；D_i(k,k+1)為夯擊方向的改變次數，T_i(k,k+1)為夯擊設備的更換次數，L_i(k,k+1)為夯擊類型的改變次數，k∈[1，N-1]；d是夯擊方向的重新定向時在夯擊中的權重系數，k是夯擊設備更換在夯擊中的權重系數，l是夯擊類型的改變在總夯擊中的權重系數，且滿足d+k+l＝1；

新的萬有引力搜索計算公式如下：

其中，將待夯擊能級i以粒子i來表示,則F_i^d(t)為粒子i的萬有引力合力，Rand代表的是隨機數，該隨機數取值范圍是[0，1]，其中x_i^d(t)為粒子i在t時刻在第d維空間的位置，F_ij表示粒子i受到粒子j的萬有引力，G(t)為萬有引力常量，α為衰減系數，G₀為初始引力常數，T為時間周期，ε為一個小值常數，M_pi表示被動引力質量，M_aj表示主動引力質量，R_ij(t)為t時刻粒子i與粒子j之間的歐氏距離,其中x_i，x_j為粒子i,j在空間中的位置。