[发明专利]一种基于模式识别技术的静力触探自动划分土层技术

说明书

本发明公开了一种基于模式识别技术的静力触探自动划分土层技术，涉及土层划分技术领域。本发明包括以下步骤：静力触探数据整理和分析，确定训练样本：搜集已有工程的静力触探原始数据和相应的分层结果，以及可对比的钻孔数据，并对静力触探原始数据进行分析、筛选和归一化、标准化、结构化整理，整理并归一化输入。本发明基于模式识别技术训练自动划分土层的模型，充分把握静探曲线形态的刻画与对比，将静探曲线形态作为划分土类的重要因素，并结合静探数据中的锥尖阻力、侧壁阻力、摩阻比，实现对静力触探孔进行自动土层划分，从而大大提高静力触探自动划分土层的准确率，加入不同类型数据的加权系数以提高重要类型的影响，从而进一步提高对地层类型识别的准确性和可靠。

技术领域

本发明涉及土层划分技术领域，具体为一种基于模式识别技术的静力触探自动划分土层技术。

背景技术

在岩土工程勘测中，静力触探分层的方法主要依赖工程师的工程经验和钻探取样资料，图表分类法和传统的统计分析法分层成果是针对每组静力触探数据，静力触探的数据采集频率一般为5～10cm/次，数据量较为庞大，因此针对每组数据的分层结果数量也同样庞大，这就造成了分层过细以至于不能满足实际工程勘测中划分地层的需要，但是，现有的技术必须辅以大量的人工合并工作，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模式识别技术的静力触探自动划分土层技术，以解决现有的问题：现有的技术必须辅以大量的人工合并工作，费时费力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于模式识别技术的静力触探自动划分土层技术，包括以下步骤：

静力触探数据整理和分析，确定训练样本：

搜集已有工程的静力触探原始数据和相应的分层结果，以及可对比的钻孔数据，并对静力触探原始数据进行分析、筛选和归一化、标准化、结构化整理；

整理并归一化输入：

输入参数为深度、摩擦阻力、锥尖阻力、摩阻比、差值、摩擦阻力形态数据、锥尖阻力形态数据，输出参数为地层类型编号，形成人工智能模型的训练数据库；

在进行整理和分析过程中包括模式识别，所述模式识别包括以下步骤：

第一步：确定原始数据、拓展数据、模式识别的原始数据和输入数据；

第二歩：对输入数据进行归一化处理增加数据加权系数，确定训练样本；

第三歩：输出：地层类型编号模式识别数据集；

第四步：模式识别数据集；

第五步：未知地层数据点提取；

第六步：点数据归一化、数据加权处理；

第七步：根据模式识别，识别点的分层结果；

第八步：所有分层完毕否；

第九步：未分层完毕的数据回传到第四歩进行再次提取；

算法分析和选择：

分析采用有监督的分类对静力触探数据进行提炼和预测，增加各类参数权重，通过对比各类参数重要性，得出最优参数加权系数，从而进一步提高对地层类型识别的准确性和可靠度；

建立样例集：

应用以上准备的数据和算法，对模型进行处理，对每个工程的每组静探数据进行提取输入和输出，作为数据样例集；

静力触探智能分层开发、校验：

提取未分层的地层数据，得到所有点的输入，即计算点与样例集的所有距离，取与样例集距离最小的点对应输出作为改点的输出，对每个点进行模式识别，得出分层结果。

优选的，所述原始数据至少包括深度、摩擦阻力、锥尖阻力。

优选的，所述拓展数据至少包括摩阻比=摩擦阻力/锥尖阻力、差值=摩擦阻力-锥尖阻力，摩擦阻力形态数据、锥尖阻力形态数据。

优选的，所述模式识别的原始数据至少包括深度、摩擦阻力、锥尖阻力、摩阻比、差值、摩擦阻力形态数据、锥尖阻力形态数据。