[發(fā)明專利]一種三維探測方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110088793.7
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112904348B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 化希瑞;張邦;劉鐵;郭建湖;劉鐵華;李凱;韋德江;趙威;劉劍;雷理;蔡盛;陳支興;陳應(yīng)君;汪文剛;楊磊
• 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: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01V1/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 黃景輝;張穎玲

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種三維探測方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)，方法應(yīng)用于樁底巖溶的探測系統(tǒng)中，探測系統(tǒng)包括呈線性預(yù)設(shè)間距排列的多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可激發(fā)聲波信號和接收聲波信號，方法包括：基于探測系統(tǒng)中第一傳感器發(fā)射聲波信號，獲得第二傳感器接收聲波信號覆蓋樁底的聲波反射信號；第一傳感器為探測系統(tǒng)中任一傳感器；第二傳感器為除第一傳感器以外的任意傳感器；探測系統(tǒng)可按預(yù)設(shè)角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；預(yù)設(shè)角度由旋轉(zhuǎn)的次數(shù)確定；對聲波反射信號進(jìn)行預(yù)處理，獲得波形成像的波形信號；獲得在樁底預(yù)設(shè)三維空間的成像點(diǎn)，將波形信號成像至成像點(diǎn)上，確定在樁底以下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)巖溶的三維空間成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程勘察技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維探測方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

樁底巖溶探測是采用直接(鉆探法)或非直接方法(物探法)探測樁底基巖持力層一定范圍內(nèi)巖溶分布特征的勘察技術(shù)。

勘察階段樁底巖溶探測方法主要有超前鉆探法、管波探測法、鉆孔雷達(dá)法、鉆孔多頻聲波探測法、跨孔彈性波法。單一的超前鉆孔極容易漏判巖溶，而增加鉆孔又大大的影響工期。管波探測法可探測鉆孔半徑1m內(nèi)巖體中的巖溶垂向分布范圍，具有較高的垂向精度，但是探測結(jié)果沒有指向性，無法指示孔周巖溶、破碎異常空間分布，且探測結(jié)果易受到地層界面、孔徑變化、液面處等非溶洞波阻抗界面的影響。鉆孔雷達(dá)與多頻聲波探測法原理與管波探測類似，同樣沒有解決探測方向性問題。跨孔彈性波是通過觀測地震波穿越地質(zhì)體時(shí)走時(shí)、能量(幅值)和波形等的變化，通過層析成像重建地質(zhì)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有較高的探測精度。但是對于巖溶地區(qū)，孔中井液泄漏時(shí)檢波器無法有效耦合導(dǎo)致無法實(shí)施。

施工階段勘察方法主要有地質(zhì)雷達(dá)法與聲波反射法。地質(zhì)雷達(dá)法通過在樁底布置環(huán)形或十字剖面，進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集，但是受場地探測面積限制，雷達(dá)信號受側(cè)壁干擾，且探測深度有限，且僅適用于人工挖孔樁探測。聲波反射法通過在樁底布置換能器，利用泥漿耦合激發(fā)和接收超聲波用于探測樁底巖溶發(fā)育情況，該裝置采集數(shù)據(jù)有限，且偏移距固定，無法采集到多角度多偏移距的高密度反射波數(shù)據(jù)，是對樁底巖溶的判識主要靠識別反射波形變化以及波形時(shí)頻特征分析，無法確定溶洞高度或范圍，且探測容易受到孔壁面波反射干擾等問題。

綜上所述，現(xiàn)有樁底巖溶探測無法滿足工程勘察需求，主要存在探測實(shí)施困難需要鉆孔配合；對樁底環(huán)境要求高；采集數(shù)據(jù)較少無法高質(zhì)量成像；探測結(jié)果沒有方向性，無法確定樁底巖溶發(fā)育的具體情況。而目前尚無有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種三維探測方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種三維探測方法，所述方法應(yīng)用于樁底巖溶的探測系統(tǒng)中，所述探測系統(tǒng)包括呈線性預(yù)設(shè)間距排列的多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可激發(fā)聲波信號和接收聲波信號，所述方法包括：

基于所述探測系統(tǒng)中第一傳感器發(fā)射聲波信號，獲得第二傳感器接收所述聲波信號覆蓋所述樁底的聲波反射信號；所述第一傳感器為所述探測系統(tǒng)中任一傳感器；所述第二傳感器為除所述第一傳感器以外的任意傳感器；所述探測系統(tǒng)可按預(yù)設(shè)角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；所述預(yù)設(shè)角度由旋轉(zhuǎn)的次數(shù)確定；

對所述聲波反射信號進(jìn)行預(yù)處理，獲得波形成像的波形信號；

獲得在所述樁底預(yù)設(shè)三維空間的成像點(diǎn)，將所述波形信號成像至所述成像點(diǎn)上，確定在所述樁底以下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)巖溶的三維空間成像。

在上述方案中，所述探測系統(tǒng)可按預(yù)設(shè)角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，包括：

獲得所述探測系統(tǒng)的第一位置；

將所述第一位置作為參考位置，以所述第一傳感器為固定點(diǎn)，將所述探測系統(tǒng)按預(yù)設(shè)方向旋轉(zhuǎn)所述預(yù)設(shè)角度，獲得所述探測系統(tǒng)的第二位置。