[發明專利]基于隨鉆激振波參數的巖土體識別方法及設備

有效

• 申請號: 202110474077.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113219538B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 湯華;吳振君;宋罡;秦雨樵;鄧琴;尹小濤;袁暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01V1/46
• 分類號: G01V1/46;G01V1/50
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 王福新

1.一種基于隨鉆激振波參數的巖土體識別方法，其特征在于，包括：控制第一檢波器檢測鉆桿中的第一激振波，并同步控制第二檢波器檢測巖土體中的第二激振波，同步接收第一激振波和第二激振波并記錄保存；根據不同鉆進深度和鉆孔到第二檢波器的距離，得到鉆頭到第二檢波器的若干點位距離；根據若干點位距離對第一激振波和第二激振波進行分析，得到鉆孔至鉆頭空間范圍內若干巖土體激振波傳播速度；從巖土體激振波波速數據庫中查找所述若干巖土體激振波傳播速度中每一巖土體激振波傳播速度的相等波速，則所述相等波速對應的巖土體種類即為識別結果；

所述根據不同鉆進深度和鉆孔到第二檢波器的距離，得到鉆頭到第二檢波器的若干點位距離，包括：

其中，L_m為鉆頭到第二檢波器的第m個點位距離；D_m為鉆頭的第m個鉆進深度；H為鉆孔到第二檢波器的距離；

所述根據若干點位距離對第一激振波和第二激振波進行分析，得到鉆孔至鉆頭空間范圍內若干巖土體激振波傳播速度，包括：將第一激振波和第二激振波進行自相關卷積，得到第一激振波和第二激振波之間的相位時延，根據所述相位時延及鉆頭破巖激振波到達第一檢波器和第二檢波器的時延，以及鉆頭到第二檢波器的第m個點位距離，得到第二激振波在第m個鉆進深度的傳播速度；其中，第二激振波在第m個鉆進深度的傳播速度，即為鉆孔至鉆頭空間范圍內若干巖土體激振波傳播速度中一巖土體激振波傳播速度；

所述根據所述相位時延及鉆頭破巖激振波到達第一檢波器和第二檢波器的時延，以及鉆頭到第二檢波器的第m個點位距離，得到第二激振波在第m個鉆進深度的傳播速度，包括：

其中，V_m為第二激振波在第m個鉆進深度的傳播速度；Δt₀為鉆頭破巖激振波到達第一檢波器和第二檢波器的時延；Δt₁為第一激振波和第二激振波之間的相位時延。

2.根據權利要求1所述的基于隨鉆激振波參數的巖土體識別方法，其特征在于，所述控制第一檢波器檢測鉆桿中的第一激振波，并同步控制第二檢波器檢測巖土體中的第二激振波，包括：采用北斗定位和授時模式，確保第一檢波器檢測鉆桿中的第一激振波與第二檢波器檢測巖土體中的第二激振波同步進行。

3.根據權利要求1所述的基于隨鉆激振波參數的巖土體識別方法，其特征在于，所述同步接收第一激振波和第二激振波并記錄保存，包括：控制振動信號采集儀同步接收第一激振波和第二激振波并記錄保存。

4.一種基于隨鉆激振波參數的巖土體識別系統，用于實現如權利要求1至3任一權利要求所述的基于隨鉆激振波參數的巖土體識別方法，其特征在于，包括：鉆桿和鉆頭，用于向巖土體鉆進；振動信號采集儀，位于鉆桿和第二檢波器之間，用于同步接收第一激振波和第二激振波并記錄保存；第一檢波器，位于鉆桿頂部，用于檢測鉆桿中的第一激振波；第二檢波器，插入地平面，用于檢測巖土體中的第二激振波。

5.一種基于隨鉆激振波參數的巖土體識別裝置，其特征在于，用于實現權利要求1-3任一項所述的方法，包括：第一主模塊，用于控制第一檢波器檢測鉆桿中的第一激振波，并同步控制第二檢波器檢測巖土體中的第二激振波，同步接收第一激振波和第二激振波并記錄保存；第二主模塊，用于根據不同鉆進深度和鉆孔到第二檢波器的距離，得到鉆頭到第二檢波器的若干點位距離；第三主模塊，用于根據若干點位距離對第一激振波和第二激振波進行分析，得到鉆孔至鉆頭空間范圍內若干巖土體激振波傳播速度；第四主模塊，用于從巖土體激振波波速數據庫中查找所述若干巖土體激振波傳播速度中每一巖土體激振波傳播速度的相等波速，則所述相等波速對應的巖土體種類即為識別結果。

6.一種電子設備，其特征在于，包括：

至少一個處理器、至少一個存儲器和通信接口；其中，

所述處理器、存儲器和通信接口相互間進行通信；

所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令，以執行權利要求1至3任一項權利要求所述的方法。

7.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令使所述計算機執行權利要求1至3中任一項權利要求所述的方法。