[發明專利]一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統及方法

在審

• 申請號: 202110592112.0
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113311480A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 成帥;陳彥好;劉洪亮;王超;賈超;楊鈞巖;靳昊;高上
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

1.一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，包括：

激光投影定位裝置，用于在隧道掌子面處進行投影，并通過控制投影焦距使縱向測線和橫向測線垂直且交點位于隧道掌子面中心，在縱向測線和橫向測線上選定測點；

自動激震裝置，用于沿測線方向沖擊隧道掌子面的測點，激發地震波信號；

高頻檢波器，用于沿測線方向采集由掌子面測點傳輸的地震波信號；

數據處理單元，被配置為對接收的地震波信號進行濾波和反演成像后得到地震波信號的偏移成像波形圖，根據偏移成像波形圖得到不良地質的探測結果。

2.如權利要求1所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，所述激光投影定位裝置包括激光投影儀、套筒、連接桿、底座；所述連接桿一端設于底座上，一端連接套筒，在套筒內安裝激光投影儀。

3.如權利要求2所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，通過套筒和連接桿調整激光投影儀的角度。

4.如權利要求2所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，在連接桿上設有固定夾板，通過套筒處的固定螺絲和固定夾板固定激光投影儀。

5.如權利要求1所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，縱向測線和橫向測線上的相鄰測點間的距離一致。

6.如權利要求1所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，自動激震裝置沿測線方向沖擊隧道掌子面的測點時，高頻檢波器與自動激震裝置之間的偏移距保持一致。

7.如權利要求1所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，對地震波信號通過傅里葉變換得到頻譜特征，對頻譜特征基于變分模態方法進行降噪處理。

8.如權利要求1所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，所述自動激震裝置包括控制單元、動力單元和激震單元，控制單元發送激震指令至動力單元，動力單元驅動激震單元擊打隧道掌子面的測點。

9.如權利要求1所述的一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測系統，其特征在于，所述自動激震裝置和高頻檢波器上均還包括定位單元，用于分別獲取自動激震裝置和高頻檢波器的位置。

10.一種基于高頻彈性波的隧道不良地質超前探測方法，其特征在于，包括：

通過控制投影焦距在隧道掌子面處進行投影，使縱向測線和橫向測線垂直且交點位于隧道掌子面中心，并在縱向測線和橫向測線上選定測點；

獲取經沖擊測點后產生的地震波信號，對地震波信號進行濾波和反演成像后得到地震波信號的偏移成像波形圖，根據偏移成像波形圖得到不良地質的探測結果。