[發明專利]一種基于定向聲波法的基樁嵌巖深度檢測方法

在審

• 申請號: 202111161572.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114046751A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 呂雯倩
• 申請（專利權）人: 湖南天功測控科技有限公司
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00
• 代理公司: 湖南喬熹知識產權代理事務所(普通合伙) 43262
• 代理人: 熊嫻

1.一種基于定向聲波法的基樁嵌巖深度檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：在基樁(1)上的探測孔(2)內選取多個檢測點；

步驟S2：利用具有定向發射聲波功能和相同方向的聲波接收功能的換能器對探測孔(2)內多個檢測點進行探測，獲得多組波形圖；

步驟S3：對步驟S2接收的多組定向聲波波形圖消除干擾波，得到反射波調輝圖；

步驟S4：從步驟S3反射波調輝圖中截取界面回波區域，得到多個界面回波區域的歸一化反射能量系數r的值；

步驟S5：以探測孔(2)的深度為縱坐標、混凝土樁與圍巖界面歸一化反射能量系數r的值為橫坐標，得到反射系數曲線圖；

步驟S6：根據步驟S5得到的曲線圖判斷嵌巖面(3)的位置：曲線中出現明顯突變或者拐點處的縱坐標值即為嵌巖面(3)的深度，所述嵌巖深度為基樁(1)的長度減去嵌巖面(3)的深度。

2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：所述基樁(1)深度為L1，探測孔(2)深度為L2，則L1≤L2。

3.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：多個檢測點沿著探測孔(2)深度方向間隔布置。

4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：步驟S4中，根據基樁尺寸和聲波在基樁中的傳播速度計算反射波位置，從而確定界面回波區域，所述界面回波為基樁和圍巖之間的界面反射的聲波。

5.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：換能器定向發射聲波的范圍為0°～90°。

6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于：換能器包括絕緣體(5)和用于發射或接收聲波的晶體(4)，晶體(4)的橫截面為扇環形，絕緣體(5)的橫截面為扇環形，晶體(4)和絕緣體(5)連接成一橫截面為環形的結構，晶體(4)所在扇環形對應的圓心角為0°～90°。

7.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：所述探測孔(2)的直徑為80mm～120mm。

8.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：對已經進行鉆芯法檢測的基樁(1)，可將進行鉆芯法時鉆取的鉆芯孔作為所述探測孔(2)，對于未有鉆芯孔的基樁(1)，需在所述基樁(1)上鉆一個探測孔(2)。

9.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：步驟S3中消除干擾波的方法包括但不限于濾波、相關、反褶積、模態分解。

10.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：步驟S4中各檢測點基樁與圍巖界面的歸一化反射能量系數r的計算公式為：

式中r——基樁與圍巖界面的歸一化反射能量系數；

R₀——基樁內參考區間聲波平均能量；

R_i——第i個檢測點位置基樁與圍巖界面反射波能量；

其中R₀按如下公式計算：

式中，X_ij——第i檢測點j時刻的反射波幅度；

n1——第i檢測點位置歸一化參考反射波能量計算時間區間起點；

n2——第i檢測點位置歸一化參考反射波能量計算時間區間終點；

N——歸一化參考反射系數能量計算測點起點；

其中R_i按如下公式計算：

式中X_ij——第i檢測點j時刻的基樁與圍巖界面反射波幅度；

m1——第i檢測點位置基樁與圍巖界面反射波能量計算時間區間起點；

m2——第i檢測點位置基樁與圍巖界面反射波能量計算時間區間終點。