[发明专利]隧道穹顶在线监测方法、系统、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种隧道穹顶在线监测系统，其特征在于，包括：

在隧道穹顶上方土层内水平埋设的监测管；

布设在所述监测管内多个位置的振动传感器，用于检测所述监测管内多个位置处的振动信号；

布设在所述监测管一端管口处的波产生装置和波检测装置，所述波产生装置用于产生沿所述监测管传播的机械波，所述波检测装置用于检测所述机械波在所述监测管的管壁内传播时的反射波；

数据处理装置，用于根据各个振动传感器输出的振动信号确定所述监测管上的第一裂纹情况，根据所述波检测装置检测到的反射波确定所述监测管上的第二裂纹情况和形变情况，根据所述第一裂纹情况和所述第二裂纹情况确定所述监测管上的裂纹情况，根据基于所述第一裂纹情况和所述第二裂纹情况确定的所述监测管上的裂纹情况和所述形变情况确定所述监测管的受力情况，根据所述监测管的受力情况确定所述隧道穹顶的受力情况。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理装置具体用于：

针对每个振动传感器，将所述每个振动传感器输出的振动信号与预设标准振动信号波形进行比对，获得每个振动传感器对应的比对结果；

根据各个振动传感器对应的对比结果，确定所述监测管上的第一裂纹情况。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据处理装置具体用于：

根据各个振动传感器对应的对比结果，确定所述监测管上的第一裂纹位置；

根据第一裂纹位置周围的振动传感器的比对结果，确定第一裂纹严重程度。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理装置具体用于：

分析所述波检测装置检测到的反射波，以获得反射波特征信息，所述反射波特征信息包括以下至少一种：反射波的强度、波长、相位、极化、反射时长、反射波的数量；

根据所述反射波特征信息，确定所述监测管的第二裂纹情况和形变情况。

5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述数据处理装置还用于；

根据所述波检测装置检测到的反射波的强度，确定所述监测管周围的土层的密度；

根据所述监测管周围的土层的密度，对所述隧道穹顶上方可能出现的有害地质情况进行预警。

6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括声波采集装置，用于采集所述监测管出现裂纹时产生的声波；

所述数据处理装置还用于根据所述声波采集装置接收到的声波，确定所述监测管上的第三裂纹情况；

所述数据处理装置具体用于根据所述第一裂纹情况、所述第二裂纹情况和所述第三裂纹情况，确定所述监测管上的裂纹情况。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，至少两个声波采集装置分别设置在所述监测管内的不同位置处；

所述数据处理装置具体用于：根据所述至少两个声波采集装置接收到声波的信号特征，确定所述监测管上的第三裂纹严重程度，根据所述至少两个声波采集装置接收到的同一声波的时间差，确定所述监测管上的第三裂纹位置。

8.一种隧道穹顶在线监测方法，包括：

根据监测管内的多个振动传感器输出的振动信号，确定所述监测管上的第一裂纹情况，其中，所述监测管水平埋设在隧道穹顶上方土层内；

控制波产生装置产生沿所述监测管传播的机械波，并根据波检测装置检测到的所述机械波的反射波，确定所述监测管上的第二裂纹情况和形变情况，其中，所述波产生装置和所述波检测装置布设在所述监测管一端管口处；

根据所述第一裂纹情况和所述第二裂纹情况，确定所述监测管上的裂纹情况；

根据基于所述第一裂纹情况和所述第二裂纹情况确定的所述监测管上的裂纹情况和所述形变情况确定所述监测管的受力情况；

根据所述监测管的受力情况确定所述隧道穹顶的受力情况。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求8所述方法的步骤。