[發(fā)明專利]一種用于量測(cè)圍海造陸地基沉降的地震波裝置及量測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011069671.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN112230282B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章麗莎;方奇豪;魏驍;魏綱;王新泉;崔允亮;刁紅國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙大城市學(xué)院
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30;G01C5/00;E02D33/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種用于量測(cè)圍海造陸地基沉降的地震波裝置，其特征在于，該地震波裝置包括測(cè)試通用系統(tǒng)、原位試驗(yàn)系統(tǒng)、地震源系統(tǒng)、檢波器系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、機(jī)器語言系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

所述測(cè)試通用系統(tǒng)包括頻率控制模塊、計(jì)時(shí)模塊、電源模塊、顯示模塊、標(biāo)記模塊及校對(duì)模塊；頻率控制模塊控制并顯示所產(chǎn)生地震波的具體頻率；計(jì)時(shí)模塊將在地震源系統(tǒng)啟動(dòng)后立即開始計(jì)時(shí)，在檢波器系統(tǒng)每次接收到反射波時(shí)記錄一次時(shí)間，直到檢波器系統(tǒng)發(fā)出停止計(jì)時(shí)信號(hào)后停止計(jì)時(shí)，并將所得時(shí)間數(shù)據(jù)組傳輸至機(jī)器語言系統(tǒng)；顯示模塊將對(duì)機(jī)器語言系統(tǒng)所得有效數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示并傳輸至大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析；在選定測(cè)點(diǎn)位置后，標(biāo)記模塊先對(duì)地面噴射一定范圍的白色涂料，其后將錐尖刺入土中并噴射紅色涂料，白色涂料方便尋找標(biāo)記處，紅色涂料對(duì)應(yīng)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)；校對(duì)模塊用于使地震源系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)紅色涂料部分，即對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)；

所述原位試驗(yàn)系統(tǒng)包括密度試驗(yàn)裝置、平板載荷試驗(yàn)裝置和旁壓試驗(yàn)裝置，所述原位試驗(yàn)系統(tǒng)通過土體原位試驗(yàn)得到地基土的真實(shí)信息，并且測(cè)得各層地基土的變形模量、地基承載力；所得全部數(shù)據(jù)傳輸至大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所得變形模量傳輸至機(jī)器語言系統(tǒng)計(jì)算地震源系統(tǒng)所產(chǎn)生的剪切波波速值，所得地基承載力可用于評(píng)估工程安全性；

所述地震源系統(tǒng)通過產(chǎn)生平行于地基方向的振動(dòng)在圍海造陸的地基上產(chǎn)生人工地震波；

所述檢波器系統(tǒng)用于接收并記錄地震源系統(tǒng)產(chǎn)生的剪切波的反射波，對(duì)反射波進(jìn)行動(dòng)靜校正、振幅調(diào)整、濾波處理，得到一系列有效剪切波數(shù)值，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至機(jī)器語言系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)器語言系統(tǒng)計(jì)算所得剪切波波速超過限值時(shí)，將信息傳回至檢波器系統(tǒng)，檢波器系統(tǒng)發(fā)出停止計(jì)時(shí)信號(hào)至計(jì)時(shí)模塊，計(jì)時(shí)模塊停止計(jì)時(shí)；

所述GPS定位系統(tǒng)對(duì)所處圍海造陸灘涂進(jìn)行地形平面顯示，首先在其上對(duì)所布置各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理規(guī)劃，再根據(jù)實(shí)際地形情況輸入測(cè)點(diǎn)布置形式與測(cè)點(diǎn)間距的詳細(xì)參數(shù)，對(duì)地震波裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，在裝置轉(zhuǎn)移至下一測(cè)點(diǎn)時(shí)要求立刻同步；

所述機(jī)器語言系統(tǒng)讀取原位試驗(yàn)系統(tǒng)及檢波器系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的剪切波波速，式中Vs為剪切波波速，G為剪切模量，E為彈性模量，ρ為土體密度，γ為泊松比；讀取大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模塊中記錄的各類土層介質(zhì)相對(duì)剪切波波速范圍，對(duì)上述測(cè)點(diǎn)所計(jì)算到的剪切波波速進(jìn)行范圍分類，確定其所在地基土層類別及各土層剪切波波速u_i；讀取計(jì)時(shí)模塊傳輸數(shù)據(jù)及上述所得各層剪切波波速，根據(jù)公式計(jì)算得到地基基巖處至地基頂?shù)木嚯xS及分界深度D，式中u_i為剪切波在第i層中的波速，t_i為剪切波在第i層頂傳播至底所需時(shí)間，n為基巖上覆土層數(shù)量，記錄并將所得各土層的剪切波波速u_i、傳播時(shí)間t_i、分界深度D和基巖上覆土層深度S數(shù)據(jù)傳輸至大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊，并以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)，制出相應(yīng)的地下分界情況圖；經(jīng)過一段時(shí)間后，再同理測(cè)到沉降后基巖上覆土層深度S′；通過前后深度變化可得到沉降值ΔS＝S-S′及沉降后地下分界情況圖，并將這些數(shù)據(jù)傳輸至大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

所述大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和固結(jié)沉降推算模塊；數(shù)據(jù)處理模塊基于GPS定位系統(tǒng)所確定的地震波測(cè)點(diǎn)，讀取機(jī)器語言系統(tǒng)傳輸?shù)募羟胁úㄋ?、傳播時(shí)間、分界深度數(shù)據(jù)，對(duì)各測(cè)點(diǎn)所測(cè)得地下土層信息進(jìn)行分析合成，根據(jù)測(cè)量結(jié)果確認(rèn)界面的深度和形態(tài)，標(biāo)記局部構(gòu)造，判斷地層巖性；由于所得樣本數(shù)據(jù)僅反應(yīng)各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，各測(cè)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通過線性內(nèi)插的計(jì)算方式得到，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行建檔，由數(shù)據(jù)庫模塊進(jìn)行儲(chǔ)存，數(shù)據(jù)庫模塊主要用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)處理模塊所得數(shù)據(jù)以及為機(jī)器語言系統(tǒng)提供土層介質(zhì)相對(duì)剪切波波速范圍；固結(jié)沉降推算模塊讀取原位試驗(yàn)系統(tǒng)土樣數(shù)據(jù)，機(jī)器語言系統(tǒng)上基巖上覆土層深度S及沉降后基巖上覆土層深度S′，兩次試驗(yàn)相隔時(shí)間，推斷出最終沉降量s。