[發(fā)明專利]一種模擬巖溶地區(qū)地鐵振動引發(fā)巖溶覆土塌陷的試驗系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113075381A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳俊生;周歡陽;劉叔灼;馬超;吳冰鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發(fā)明屬于地鐵建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種模擬巖溶地區(qū)地鐵振動引發(fā)巖溶覆土塌陷的試驗系統(tǒng)，包括：地質(zhì)探測模塊、地質(zhì)分類模塊、巖溶樣本采集模塊、巖溶樣本分析模塊、中央控制模塊、信息匯總模塊、地鐵信息獲取模塊、三維模型構(gòu)建模塊、地鐵模擬運行模塊、數(shù)據(jù)記錄與顯示模塊。本發(fā)明通過地質(zhì)探測實現(xiàn)對巖溶地區(qū)的地質(zhì)分類，以及采集不同類別的地質(zhì)的樣本，獲取的巖溶樣本更具有代表性，進(jìn)行巖溶地區(qū)三維模型的構(gòu)建更準(zhǔn)確；通過地鐵信息的獲取實現(xiàn)對地鐵車輛信息、地鐵運行信息以及地鐵隧道信息的整合，便于進(jìn)行巖溶地區(qū)地鐵振動的模擬，模擬效果更真實，得到的巖溶覆土塌陷結(jié)果更準(zhǔn)確，為進(jìn)行地鐵規(guī)劃提供建議。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地鐵建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬巖溶地區(qū)地鐵振動引發(fā)巖溶覆土塌陷的試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前：國內(nèi)已有較多地鐵修建于淺埋巖溶發(fā)育區(qū)，列車振動不僅是巖溶覆土塌陷的致塌因素，其造成的危害也是極大的。地鐵線路往往修建在建筑密集的城市繁華區(qū)域，是城市建設(shè)的重要組成部分，地鐵車輛振動可能對城市淺埋巖溶產(chǎn)生十分嚴(yán)重的影響，直接影響軌道交通沿線安全。目前，對地鐵振動引發(fā)巖土體變形的研究主要集中于非巖溶土體隧道，有關(guān)巖溶地鐵模擬隧道的研究工作主要集中于建設(shè)期，對于淺埋巖溶覆土是否會因振動而塌陷以及潛在的塌陷模式和特征都認(rèn)識不深，相關(guān)研究亟待開展。

通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：目前對于淺埋巖溶覆土是否會因振動而塌陷以及潛在的塌陷模式和特征都認(rèn)識不深，相關(guān)研究亟待開展。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種模擬巖溶地區(qū)地鐵振動引發(fā)巖溶覆土塌陷的試驗系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種模擬巖溶地區(qū)地鐵振動引發(fā)巖溶覆土塌陷的試驗系統(tǒng)，所述模擬巖溶地區(qū)地鐵振動引發(fā)巖溶覆土塌陷的試驗系統(tǒng)包括：

地質(zhì)探測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過地質(zhì)探測器進(jìn)行巖溶地區(qū)的地質(zhì)探測，得到地質(zhì)探測結(jié)果；

所述通過地質(zhì)探測器進(jìn)行巖溶地區(qū)的地質(zhì)探測，得到地質(zhì)探測結(jié)果，包括：

將遙控裝置與接收裝置及地質(zhì)探測器依次相連；

遙控裝置產(chǎn)生控制信號，通過藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送控制信號給接收裝置；所述通過藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送控制信號給接收裝置，包括：

建立終端設(shè)備與所述藍(lán)牙設(shè)備的第一協(xié)議連接和第二協(xié)議連接；

在確定所述藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)入喚醒識別狀態(tài)時，獲取控制信號，并按照預(yù)先協(xié)商的壓縮倍數(shù)對所述控制信號進(jìn)行壓縮；

基于所述第一協(xié)議連接將壓縮后的控制信號發(fā)送給所述終端設(shè)備；

基于所述第二協(xié)議連接接收所述終端設(shè)備返回的所述識別后的控制信號；

接收裝置通過藍(lán)牙設(shè)備接收遙控裝置發(fā)送的控制信號，再將信號通過藍(lán)牙設(shè)備傳送給地質(zhì)探測器；

地質(zhì)探測器根據(jù)控制信號進(jìn)行移動、旋轉(zhuǎn)、探測、收集探測數(shù)據(jù)，并通過接收裝置將探測數(shù)據(jù)回傳到遙控裝置；

地質(zhì)分類模塊，與中央控制模塊連接，用于通過地質(zhì)分類程序依據(jù)地質(zhì)探測結(jié)果進(jìn)行巖溶地區(qū)地質(zhì)分類，得到巖溶地區(qū)不同深度對應(yīng)的地質(zhì)類別；

巖溶樣本采集模塊，與中央控制模塊連接，用于通過巖溶樣本采集程序進(jìn)行巖溶地區(qū)的不同深度的巖溶樣本的采集，得到多個巖溶樣本；

巖溶樣本分析模塊，與中央控制模塊連接，用于通過巖溶樣本分析程序進(jìn)行采集的巖溶地區(qū)的巖溶樣本的分析，得到樣本分析結(jié)果；

在對采集的巖溶地區(qū)的巖溶樣本的分析時，將樣本數(shù)據(jù)集中的樣本歸一化處理，求樣本特征的協(xié)方差矩陣，選取k個最大的特征值，組成特征向量矩陣，k為大于或等于2的正整數(shù)，將樣本數(shù)據(jù)投影到特征向量矩陣上，確定主成分；