[发明专利]一种用于旋喷桩径监测的伽马射线数据处理方法

权利要求书

1.一种用于旋喷桩径监测的伽马射线数据处理方法，其特征在于，基于设置于旋喷钻头上部的伽马射线探测器对旋喷引孔周边土体以及旋喷提钻引孔内返浆的自然伽马值、孔隙度进行实时数据监测，采用如下步骤将伽马射线探测器的采集数据进行处理进而确定旋喷桩径的方法：

步骤1：提取数据；从伽马射线探测器的感应探头中提取旋喷过程中的自然伽马值，并以设计的旋喷桩体在地表上的中心为坐标原点建立空间直角坐标系，进而可获取在任一时间点旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标；

步骤2：识别并提取旋喷引孔周边土体的自然伽马值与孔隙度；旋喷引孔完成后，沿旋喷引孔中轴线自上而下监测引孔周边土体的自然伽马值与孔隙度，最终将获取的时间节点分别对应的自然伽马值、孔隙度进行存储，形成时间节点与自然伽马值的数据集A以及时间节点与孔隙度的数据集B；并获取每一时间节点旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标，形成时间节点与旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标的数据集C，以时间节点为基准将数据集A、B、C合并形成数据集P；

步骤3：识别并提取旋喷引孔内返浆体的自然伽马值与孔隙度；旋喷钻头置入旋喷引孔底部后，正式开始旋喷，沿旋喷引孔中轴线自下而上监测引孔内返浆的自然伽马值与孔隙度，最终将获取的时间节点分别对应的自然伽马值、孔隙度进行存储，形成时间节点与自然伽马值的数据集D以及时间节点与孔隙度的数据集E；并获取每一时间节点旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标，形成时间节点与旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标的数据集F，以时间节点为基准将数据集D、E、F合并形成数据集Q；

步骤4：识别并提取有效旋喷数据；将数据集P和Q每一时间节点旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标合并生成三维空间信息模型；以数据集Q中的每一个旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标为基准，遍历数据集P中的旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标，并将数据集P中与距离数据集Q最近的旋喷钻头中心点移位合并，数据集P旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标变更为与距离数据集Q最近的旋喷钻头中心点坐标；以数据集P和Q中旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标为基准，将数据集P和Q合并形成新的数据集V，数据集V中原数据集Q数据排序靠前，原数据集P排序靠后；遍历数据集V中每一行数据，若同一行中靠前的孔隙度大于靠后的孔隙度为有效数据行，若同一行中靠前的孔隙度小于或等于靠后的孔隙度为无效数据行并将此数据行删除，由此获得新的数据集T；

步骤5：确定旋喷桩径特征；根据旋喷工艺试验，可获得不同直径旋喷桩体对应的返浆浓度大小，基于同等体积条件下不同浓度的返浆与自然伽马值之间的关系，进而可获得旋喷桩体直径与返浆自然伽马值之间的函数关系f；遍历数据集T中每一行数据，获得返浆自然伽马值即同一行中靠前的自然伽马值与靠后的自然伽马值的差值，提取每一行数据中的旋喷钻头中心点坐标与返浆自然伽马值，形成数据集K；根据旋喷桩体直径与返浆自然伽马值之间的函数关系f，将数据集K中的返浆自然伽马值替换为旋喷桩直径，形成数据集S；

步骤6：获取桩径结果；基于步骤1中的空间直角坐标系数据集S中的数据在三维空间内拟合，即获取空间条件下有效的旋喷桩径结果。

2.根据权利要求1所述的一种用于旋喷桩径监测的伽马射线数据处理方法，其特征在于，所述旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标的数据精度优于1mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于旋喷桩径监测的伽马射线数据处理方法，其特征在于，所述数据集P和数据集Q达到设定的数据密度，在垂直方向每米应包含大于100个旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标数据。

4.根据权利要求1所述的一种用于旋喷桩径监测的伽马射线数据处理方法，其特征在于，所述时间节点的分辨率应等于或优于毫秒级。

5.根据权利要求1所述的一种用于旋喷桩径监测的伽马射线数据处理方法，其特征在于，所述步骤4中数据集P和Q合并形成新的数据集V过程中，如数据集P和Q数据行不同，则将数据集P或Q中旋喷钻头中心点所对应的空间位置坐标未发生移位合并的数据行删除后再合并；如数据集P和Q数据行相同，则无需处理。