[发明专利]一种土层接触面扰动剧烈程度检测方法及系统

权利要求书

1.一种土层接触面扰动剧烈程度检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取土层接触面土颗粒的互嵌深度相关参数、破碎程度相关参数和平移尺度相关参数；所述互嵌深度相关参数包括土层接触面处土颗粒的互嵌深度，土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径，以及土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径；所述破碎程度相关参数包括土层接触面处破碎颗粒的数量以及土层接触面处的总颗粒数量；所述平移尺度相关参数包括土体扰动前同层土体两土颗粒间距以及土体扰动后同层土体两土颗粒间距；

根据所述互嵌深度相关参数确定土颗粒互嵌深度表征系数，具体包括：

根据所述互嵌深度相关参数，采用公式λ＝D/(d₁+d₂)确定土颗粒互嵌深度表征系数λ；其中D表示土层接触面处土颗粒的互嵌深度；d₁表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径；d₂表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径；

根据所述破碎程度相关参数确定土颗粒的破碎程度，具体包括：

根据所述破碎程度相关参数，采用公式确定土颗粒的破碎程度W；其中W_b表示土层接触面处破碎颗粒的数量；W_t表示土层接触面处的总颗粒数量；

根据所述平移尺度相关参数确定土颗粒间的平移尺度表征系数；所述平移尺度表征系数包括颗粒较大土层的平移尺度表征系数以及颗粒较小土层的平移尺度表征系数；所述根据所述平移尺度相关参数确定土颗粒间的平移尺度表征系数，具体包括：

根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁；其中L₀表示土体扰动前同层土体两土颗粒间距；L₁表示土体扰动后同层土体两土颗粒间距；

根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂；

根据所述土颗粒互嵌深度表征系数、所述土颗粒的破碎程度以及所述土颗粒间的平移尺度表征系数确定土层接触面扰动等级，具体包括：

判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中是否有任意一项满足λ＞1/20、W＞10％、η₁＞1/20或η₂＞1/10，获得第一判断结果；

若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中存在任意一项满足λ＞1/20、W＞10％、η₁＞1/20或η₂＞1/10，确定所述土层接触面扰动等级为三级扰动；

若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中不存在任何一项满足λ＞1/20、W＞10％、η₁＞1/20或η₂＞1/10，判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中是否有任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η₁＞1/40或η₂＞1/20，获得第二判断结果；

若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中存在任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η₁＞1/40或η₂＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为二级扰动；

若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中不存在任何一项满足λ＞1/40、W＞3％、η₁＞1/40或η₂＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为一级扰动；

根据所述土层接触面扰动等级确定土层接触面扰动剧烈程度。

2.一种土层接触面扰动剧烈程度检测系统，其特征在于，所述系统包括：

参数获取模块，用于获取土层接触面土颗粒的互嵌深度相关参数、破碎程度相关参数和平移尺度相关参数；所述互嵌深度相关参数包括土层接触面处土颗粒的互嵌深度，土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径，以及土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径；所述破碎程度相关参数包括土层接触面处破碎颗粒的数量以及土层接触面处的总颗粒数量；所述平移尺度相关参数包括土体扰动前同层土体两土颗粒间距以及土体扰动后同层土体两土颗粒间距；

土颗粒互嵌深度表征系数确定模块，用于根据所述互嵌深度相关参数确定土颗粒互嵌深度表征系数；

所述土颗粒互嵌深度表征系数确定模块具体包括：

土颗粒互嵌深度表征系数确定单元，用于根据所述互嵌深度相关参数，采用公式λ＝D/(d₁+d₂)确定土颗粒互嵌深度表征系数λ；其中D表示土层接触面处土颗粒的互嵌深度；d₁表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径；d₂表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径；

土颗粒破碎程度确定模块，用于根据所述破碎程度相关参数确定土颗粒的破碎程度；

所述土颗粒破碎程度确定模块具体包括：

土颗粒破碎程度确定单元，用于根据所述破碎程度相关参数，采用公式确定土颗粒的破碎程度W；其中W_b表示土层接触面处破碎颗粒的数量；W_t表示土层接触面处的总颗粒数量；

平移尺度表征系数确定模块，用于根据所述平移尺度相关参数确定土颗粒间的平移尺度表征系数；所述平移尺度表征系数包括颗粒较大土层的平移尺度表征系数以及颗粒较小土层的平移尺度表征系数；

所述平移尺度表征系数确定模块具体包括：

第一平移尺度表征系数确定单元，用于根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁；其中L₀表示土体扰动前同层土体两土颗粒间距；L₁表示土体扰动后同层土体两土颗粒间距；

第二平移尺度表征系数确定单元，用于根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂；

土层接触面扰动等级确定模块，用于根据所述土颗粒互嵌深度表征系数、所述土颗粒的破碎程度以及所述土颗粒间的平移尺度表征系数确定土层接触面扰动等级；

所述土层接触面扰动等级确定模块具体包括：

第一判断单元，用于判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中是否有任意一项满足λ＞1/20、W＞10％、η₁＞1/20或η₂＞1/10，获得第一判断结果；

三级扰动确定单元，用于若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中存在任意一项满足λ＞1/20、W＞10％、η₁＞1/20或η₂＞1/10，确定所述土层接触面扰动等级为三级扰动；

第二判断单元，用于若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中不存在任何一项满足λ＞1/20、W＞10％、η₁＞1/20或η₂＞1/10，判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中是否有任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η₁＞1/40或η₂＞1/20，获得第二判断结果；

二级扰动确定单元，用于若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中存在任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η₁＞1/40或η₂＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为二级扰动；

一级扰动确定单元，用于若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η₁以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η₂中不存在任何一项满足λ＞1/40、W＞3％、η₁＞1/40或η₂＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为一级扰动；

土层接触面扰动剧烈程度检测模块，用于根据所述土层接触面扰动等级确定土层接触面扰动剧烈程度。