[發明專利]一種基于沖擊波預測溶洞埋深和尺寸的方法及系統有效
| 申請號： | 202110583538.X | 申請日： | 2021-05-27 |
| 公開（公告）號： | CN113126161B | 公開（公告）日： | 2022-10-28 |
| 發明（設計）人： | 劉動 | 申請（專利權）人： | 深圳市巖土綜合勘察設計有限公司 |
| 主分類號： | G01V1/30 | 分類號： | G01V1/30 |
| 代理公司： | 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367 | 代理人： | 高冰 |
| 地址： | 518000 廣東省深圳市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 沖擊波 預測 溶洞 尺寸 方法 系統 | ||
本發明公開了一種基于沖擊波預測溶洞埋深和尺寸的方法及系統，該方法包括：選定巖溶區域并基于沖擊鉆進行鉆進施工；基于預布設的微動傳感器陣列進行數據采集，得到沖擊波數據；對沖擊波數據進行預處理，得到預處理數據；根據預處理數據對地層空間和溶洞進行提取并標識，得到標識溶洞；對標識溶洞進行幾何分析，得到溶洞的埋深和尺寸。該系統包括：施工模塊、采集模塊、數據預處理模塊、標識模塊和分析模塊。通過使用本發明，能夠實現對樁基底部的溶洞進行實時預測的同時降低預測成本。本發明作為一種基于沖擊波預測溶洞埋深和尺寸的方法及系統，可廣泛應用于地下空間探測領域。
技術領域
本發明涉及地下空間探測領域，尤其涉及一種基于沖擊波預測溶洞埋深和尺寸的方法及系統。
背景技術
較多的工程施工區域在含巖溶的復雜地質區域，區域中各種溶洞使得工程施工較為困難，現有的溶洞勘察手段都具有一定的技術困難，如需要在坑基開挖前或者后使用相關的勘察手段，無法在開挖過程中進行同步的實時的探測，需要專門的設備，專門用于勘察的時間以及資金要求比較高。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種基于沖擊波預測溶洞埋深和尺寸的方法及系統，實現對樁基底部的溶洞進行實時預測的同時降低預測成本。
本發明所采用的第一技術方案是：一種基于沖擊波預測溶洞埋深和尺寸的方法，包括以下步驟：
選定巖溶區域并基于沖擊鉆進行鉆進施工；
基于預布設的微動傳感器陣列進行數據采集，得到沖擊波數據；
對沖擊波數據進行預處理，得到預處理數據；
根據預處理數據對地層空間和溶洞進行提取并標識，得到標識溶洞；
對標識溶洞進行幾何分析，得到溶洞的埋深和尺寸。
進一步，所述預處理包括零聲時修正處理、頻率域濾波處理、偏移處理和增益處理，所述對沖擊波數據進行預處理，得到預處理數據這一步驟，其具體還包括：
對預布設的微動傳感器陣列中的微動傳感器進行零聲時修正；
對沖擊波數據進行頻率域濾波處理；
對沖擊波數據進行偏移處理；
對沖擊波數據的振幅信號乘以放大系數以進行增益；
得到預處理數據。
進一步，所述對預布設的微動傳感器陣列中的微動傳感器進行零聲時修正這一步驟，其具體包括：
將微動傳感器與沖擊波激發器放入標定距離的水箱；
調整微動傳感器與沖擊波激發器的距離，測量沖擊波到達時間；
基于線性回歸方法建立距離與時間的關系方程；
根據距離與時間的關系方程得到微動傳感器的零聲時；
根據微動傳感器實際采集的沖擊波時間，減去對應的零聲時，完成零聲時修正處理。
進一步，所述距離與時間的關系方程的表達式如下：
L＝t0+bT
上式中，L表示距離，t0表示零聲時，T表示沖擊波到達時間，b表示線性擬合的斜率。
進一步，所述對沖擊波數據進行頻率域濾波處理這一步驟，其具體包括：
對微動傳感器采集到的沖擊波數據進行傅里葉變換，并根據預設信號閾值對低頻信號和高頻信號進行濾波，完成頻率域濾波處理。
進一步，所述對沖擊波數據進行偏移處理這一步驟，其具體包括：
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