[發(fā)明專利]一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811455438.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109541688B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 化希瑞;劉鐵;劉鐵華;張邦;卞友艷;林昀;韋德江;崔德海;肖立鋒;蔡盛;趙威;雷理;卿志;楊正國;劉偉;陳洪杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;王虹

1.一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法，其特征在于：包括以下步驟：1)、沿檢測或勘察的介質(zhì)表面布置測點(diǎn)；

2)、逐點(diǎn)激發(fā)采集每個(gè)測點(diǎn)處的信號(hào)；

3)、對信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算測點(diǎn)處的直達(dá)波能量值E_r和反射波能量值E_d；

4)、按照如下公式計(jì)算該測點(diǎn)處介質(zhì)結(jié)構(gòu)面能量系數(shù)；

其中：C_e——結(jié)構(gòu)面能量系數(shù)；

E_d——反射波能量值；

E_r——直達(dá)波能量值；

當(dāng)結(jié)構(gòu)面能量系數(shù)C_e小于或等于a時(shí)，認(rèn)為該測點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)面無異常情況，當(dāng)結(jié)構(gòu)面能量系數(shù)C_e大于a時(shí)，認(rèn)為該測點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)面存在離縫、脫空缺陷；

所述的步驟1)中，按照地震反射波多次覆蓋原理，在檢測或勘察的介質(zhì)表面沿線性布置測點(diǎn)；

所述的步驟2)中，每個(gè)測點(diǎn)在采集數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)測點(diǎn)上激發(fā)一次機(jī)械波信號(hào)，每個(gè)傳感器接收并記錄該測點(diǎn)上的信號(hào)，逐個(gè)測點(diǎn)依次進(jìn)行，直至完成所有測點(diǎn)激發(fā)；

所述的步驟3)中，數(shù)據(jù)處理的方法，通過帶通濾波器對獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可將數(shù)據(jù)變換到共中心點(diǎn)道集形式；

所述的步驟3)中，計(jì)算直達(dá)波能量值的方法為：通過頻譜分析獲得直達(dá)波主頻，基于直達(dá)波主頻確定直達(dá)波能量提取的時(shí)間窗口長度，計(jì)算直達(dá)波速度并按照該時(shí)間窗口長度確定時(shí)間窗口，對該時(shí)間窗口內(nèi)直達(dá)波的時(shí)距曲線掃過的數(shù)據(jù)能量累積求和，獲得直達(dá)波能量值；

計(jì)算反射波能量值的方法為：以直達(dá)波能量提取時(shí)的時(shí)間窗口長度為反射波能量提取時(shí)的時(shí)間窗口長度，根據(jù)直達(dá)波速度、每道信號(hào)的偏移距離確定該時(shí)間窗口長度對應(yīng)的反射波能量累積求和的時(shí)間窗口，對該時(shí)間窗口內(nèi)反射波的時(shí)距曲線掃過的數(shù)據(jù)能量累積求和，獲得反射波能量值。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法，其特征在于：計(jì)算直達(dá)波速度的方法為：拾取直達(dá)波起跳時(shí)間，對拾取的直達(dá)波時(shí)間散點(diǎn)，采用直線方程進(jìn)行擬合，以激發(fā)點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離即炮檢距為自變量，直達(dá)波起跳時(shí)間為因變量，擬合的直線斜率即為直達(dá)波速度。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法，其特征在于：根據(jù)直達(dá)波主頻確定時(shí)間窗口的長度，按照下列公式計(jì)算直達(dá)波在該長度的時(shí)間窗口內(nèi)的中位時(shí)間值：

其中：t₁——直達(dá)波時(shí)間窗口的中位時(shí)間值；

x——每道信號(hào)對應(yīng)的偏移距離；

Vel₀——直達(dá)波的速度；

根據(jù)中位時(shí)間值和已知的時(shí)間窗口長度確定直達(dá)波時(shí)間窗口的劃分。

4.如權(quán)利要求2所述的一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法，其特征在于：根據(jù)直達(dá)波主頻確定時(shí)間窗口的長度，按照下列公式計(jì)算反射波在該長度下的時(shí)間窗口內(nèi)的中位時(shí)間：

其中：t₂——反射波時(shí)間窗口的中位時(shí)間值；

x——每道信號(hào)對應(yīng)的偏移距離；

H——測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)面深度；

Vel₀——直達(dá)波的速度；

根據(jù)中位時(shí)間值和已知的時(shí)間窗口長度確定反射波時(shí)間窗口的劃分。

5.如權(quán)利要求1～4任一所述的一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法，其特征在于：按照下列公式計(jì)算時(shí)間窗口的長度：

其中：L_win——時(shí)間窗口的長度；

F₀——直達(dá)波分析的主頻。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于能量特征的結(jié)構(gòu)面缺陷評價(jià)方法，其特征在于：所述的a取值為1≤a≤3。