[发明专利]基桩检测中超声波形首波智能判读方法和系统

说明书

本发明提供了一种基桩检测中超声波形首波智能判读方法和系统，其中，基桩检测中超声波形首波智能判读方法包括：采集整根基桩不同高程的多组超声波形数据；将所述超声波形数据进行降噪、缩放处理，得到处理后的超声波形数据；根据特征函数提取所述处理后的超声波形数据中所有数据点的特征值；将所述特征值输入至机器学习模型，对所述处理后的超声波形数据中所有数据点进行分类，得到分类结果；根据所述分类结果，提取首波位置。本发明可自动进行快速、高精度的首波位置判读，提高了基桩完整性检测的准确性与可靠性。

技术领域

本发明涉及建筑基桩完整性检测领域，尤其涉及一种基桩检测中超声波形首波智能判读方法和系统。

背景技术

桩基础是一种广泛应用的基础形式，其质量和完整性直接影响上部结构的安全性。在我国每年基桩建造数量超过一千万根，而大量的建造数量和参差不齐的施工技术水平给桩基质量控制带来了更大的挑战。混凝土桩完整性一直是保证建筑质量和安全的重点。随着土木、建筑等相关行业的不断发展，超高层和超大跨度结构的广泛应用对基桩的完整性检测提出了更高的要求。

近年来，超声波检测技术作为一种无损检测技术，已成功应用于工程中混凝土构件、岩石、钢结构、钢筋混凝土结构的损伤、缺陷以及完整性的检测。而且声波透射法已成为规范中基桩完整性检测的重要方法，其原理是通过判读首波位置来计算声波波速，根据波速的异常来评价混凝土基桩的完整性，因此，首波位置的进行准确判读能够对确保建筑物的安全起到了积极的作用。

现阶段，超声信号的首波判读主要是对信号进行单一特征变换，通过设置人工阈值进行判别，涉及方法主要有长短时窗平均比法(STA/LTA)、赤池信息量准则法(AIC)、高阶统计量法(HOS)、频谱分析法、相关法等。而这些方法在精度、计算效率、自动化以及适用条件等方面仍存在不足，不具有普遍适用性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基桩检测中超声波形首波智能判读方法和系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种基桩检测中超声波形首波智能判读方法，所述方法包括：

采集整根基桩不同高程的多组超声波形数据；

将所述超声波形数据进行降噪、缩放处理，得到处理后的超声波形数据；

根据特征函数提取所述处理后的超声波形数据中所有数据点的特征值；

将所述特征值输入至机器学习模型，对所述处理后的超声波形数据中所有数据点进行分类，得到分类结果；

根据所述分类结果，提取首波位置。

在一些实施例中，将所述超声波形数据进行降噪、缩放处理，得到处理后的超声波形数据的步骤，包括：

通过小波变换计算所述超声波形数据对应的小波能量密度；

将多个频率范围的超声波形数据所对应的小波能量密度设置为预设值，得到新的小波能量密度；

利用反小波变换将所述新的小波能量密度重构为超声波形数据；

将所述重构的超声波形数据进行归一化处理，得到降噪和缩放处理后的超声波形数据。

在一些实施例中，所述特征函数包括第一特征函数：

CF₁＝x(i)²

以及第二特征函数：

CF₂＝x(i)²-x(i-1)x(i+1)

其中，x()为超声波形数据，i表示时间，1≤j≤i。