[发明专利]公路桥梁桩基位置岩溶体拟三维探测解释方法

说明书

本发明公开了一种公路桥梁桩基位置岩溶体拟三维探测解释方法，该探测与解释方法场地适用性强、可将公路桥梁桩基所在区域完全覆盖于探测范围内部。布置平行测线覆盖桩基所在区域，控制测线间距大于1/2桩基直径保证探测分辨率，将二维解释剖面网格化，计算异常区在剖面的加权中心点位置，通过加权中心点投影距离算法判定不同剖面中异常的关联性，利用空间插值行为形成包含桥梁桩基范围的岩溶区桥梁桩基拟三维解释成果，可解决以往桩基岩溶探测领域地质雷达测线解释成果二维平面化的问题。

技术领域

本发明涉及公路桥梁岩溶无损检测领域，即公路桥梁桩基位置岩溶体拟三维探测解释方法。

背景技术

公路工程桥梁跨越岩溶区时，为保证安全，根据规范要求需对桥梁桩基位置地面下方隐蔽岩溶发育情况及规模进行探查。受限于部分区域钻机难以进场和钻探的高昂费用以及单一钻孔的“一孔之见”，而利用物探结合钻探的方法可以有效查明岩溶的拟三维空间分布。在公路工程地球物理勘探方法中，高密度电法、电磁波CT与地质雷达等方法均可对岩溶发育情况进行探测，但高密度电法现场采集装置多、展布困难、采集时间较长，电磁波CT数据采集依托钻孔、穿透距离有限，而地质雷达数据采集便捷、经济适用性强、受场地限制小，目前“地质雷达二维剖面+钻孔一维验证”模式广泛应用于岩溶区探测，但岩溶发育异常解释仍是剖面上的平面圈定，现有的三维雷达天线台阵规模较大，针对勘察阶段部分桥位区的原始地形进场困难，公路工程勘察目前无成型的较为便捷的岩溶三维空间发育情况的解释方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种公路桥梁桩基位置岩溶体拟三维探测解释方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

公路桥梁桩基位置岩溶体拟三维探测解释方法，具体包括以下步骤:

步骤一：根据公路桥梁桩基设计轴线所在坐标位置和设计桩径L，设计3条相互平行的地质雷达采集测线，分别记为I、I I、I I I号测线，测线间距为D，其中I号测线位于桩基设计轴线位置，I I、I I I号测线分别位于桩基设计轴线小桩号、大桩号位置；

步骤二：在公路桥梁桩基勘察阶段原始地貌条件下测量放点，将设计测线范围内场地表面植被清除，为地质雷达天线耦合提供有利条件；

步骤三：针对探测目标深度小于20m的场地，选择频率25～50Hz天线，测点间距d设置为0.25m，采样时窗范围为500～800ns，保证数据采集时子波形态正常无干扰；

步骤四：对采集的脉冲信号处理，经过道头编辑、信号延迟时间调整、增益调整、背景去噪、滤波，添加高程信息处理流程，形成测线二维反演剖面；

步骤五：结合测线剖面已知钻孔岩芯情况，根据反演剖面波形变化情况，设置电磁波传播速度，圈定异常发育位置和基岩面发育深度，形成雷达测线解释剖面；

步骤六：网格化剖分雷达测线解释剖面，网格尺寸应不大于d，解释剖面剖分为m×n个离散网格，将剖面视为XOZ平面，则每个网格中心点坐标可近似视为(i,j)，其中i＝0,1,…,n,j＝0,1,…,m；确定垂直测线的水平方向为Y方向，设Y方向坐标为k，则II、I、III三条测线对应的三个XOZ平面分别有k＝-D,0,D，对应三个测线中各网格点坐标为(i,k,j)，i＝0,1,…,n,k＝-D,0,D,j＝0,1,…,m；

步骤七：根据网格所在解释剖面的位置，分别设置权重因子p(i,k,j)，其中全部位于异常圈定范围内的网格，权重因子为1，边缘网格权重因子为0.5，异常范围外的网格权重因子为0，则此时每个解释的异常都有相应的坐标集合{x_yc,y_yc,z_yc}，并确定异常的长轴最大尺寸D_yc；

步骤八：计算确定每个异常在剖面所在XOZ平面的加权中心点坐标，