[發明專利]一種三維探測方法、裝置、設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202110088827.2
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112817039B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張邦;化希瑞;劉鐵;孫紅林;劉鐵華;雷理;李凱;趙曉博;陳洪杰;王敏;陳支興;劉瑞軍;言利幫;汪文剛;楊磊
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/20;G01S15/89;G01S7/539;G01S7/521
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 黃景輝;張穎玲

本發明實施例公開了一種三維探測方法、裝置、設備和存儲介質，所述方法應用于樁底巖溶的探測系統中，所述探測系統包括呈二維陣列排列的多個傳感器，每個傳感器可發射聲波信號和接收聲波信號，所述方法包括：基于所述探測系統中預設單元對應的第一傳感器發射聲波信號，獲得第二傳感器接收所述聲波信號覆蓋所述樁底的反射信號；所述預設單元包括點單元、線單元和面單元；所述點單元、線單元和面單元分別對應二維陣列中的點區域、線區域和面區域；對所述反射信號進行處理，獲得波形成像的波形信號；獲得在所述樁底預設三維空間的成像點，將所述波形信號成像至所述成像點上，確定在所述樁底以下預設范圍內巖溶的三維空間成像。

技術領域

本發明涉及巖土工程勘察技術領域，尤其涉及一種三維探測方法、裝置、設備和存儲介質。

背景技術

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巖溶分布特征的勘察技術。

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體時走時、能量(幅值)和波形等的變化，通過層析成像重建地質體內部結構，具有較高的探測精度。但是對于巖溶地區，孔中井液泄漏時檢波器無法有效耦合導致無法實施。

施工階段勘察方法主要有地質雷達法與聲波反射法。地質雷達法通過在樁底布置環形或十字剖面，進行地質雷達數據采集，但是受場地探測面積限制，雷達信號受側壁干擾，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，利用泥漿耦合激發和接收超聲波用于探測樁底巖溶發育情況，該裝置采集數據有限，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據，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，現有樁底巖溶探測無法滿足工程勘察需求，主要存在探測實施困難需要鉆孔配合；對樁底環境要求高；采集數據較少無法高質量成像；探測結果沒有方向性，無法確定樁底巖溶發育的具體情況。而目前尚無有效解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種三維探測方法、裝置、設備和存儲介質。

本發明實施例的技術實施例是這樣實現的：

本發明實施例提供一種三維探測方法，所述方法應用于樁底巖溶的探測系統中，所述探測系統包括呈二維陣列排列的多個傳感器，每個傳感器可發射聲波信號和接收聲波信號，所述方法包括：

基于所述探測系統中預設單元對應的第一傳感器發射聲波信號，獲得第二傳感器接收所述聲波信號覆蓋所述樁底的反射信號；所述預設單元包括點單元、線單元和面單元；所述點單元、線單元和面單元分別對應二維陣列中的點區域、線區域和面區域；所述第一傳感器為所述預設單元中任意傳感器；所述第二傳感器為所述探測系統中除所述預設單元的第一傳感器以外的任意傳感器；

對所述反射信號進行處理，獲得波形成像的波形信號；

獲得在所述樁底預設三維空間的成像點，將所述波形信號成像至所述成像點上，確定在所述樁底以下預設范圍內巖溶的三維空間成像。

在上述方案中，所述基于所述探測系統中預設單元的第一傳感器發射聲波信號，獲得第二傳感器接收所述聲波信號覆蓋所述樁底的反射信號，包括：

基于所述點單元對應的第一傳感器發射聲波信號，獲得第二傳感器接收所述聲波信號覆蓋所述樁底的反射信號；所述第二傳感器為除所述點單元對應的第一傳感器以外的其它傳感器。