[发明专利]地下不良地质勘测数据采集分析系统及方法

摘要

本发明公开了一种地下不良地质勘测数据采集分析系统及方法，该系统包括弹性波数据采集系统，其用于在工程现场进行孔内弹性波测试，这样具有主动激发弹性波波场，多深度多地层弹性波信号接收，数模转换和数据记录的功能；波形处理模块，其对不同深度测点的弹性波数据进行带通滤波、有效波形遴选处理，根据地层钻孔数据，计算各深度波形首波起跳延迟时间，转换得到各深度零起跳延迟波形等。本发明能够根据弹性波在复杂岩土工程介质中传播特性的差异，通过对采集到的弹性波进行波形图像转换和图像识别，查明不良地质体的空间分布，精准可靠。

主权项

1.一种地下不良地质勘测数据采集分析系统，其特征在于，其包括：弹性波数据采集系统，其用于在工程现场进行孔内弹性波测试，这样具有主动激发弹性波波场，多深度多地层弹性波信号接收，数模转换和数据记录的功能；波形处理模块，其对不同深度测点的弹性波数据进行带通滤波、有效波形遴选处理，根据地层钻孔数据，计算各深度波形首波起跳延迟时间，转换得到各深度零起跳延迟波形；波形图像转换模块，其用于将处理得到的弹性波波形转换为图像，保留地下不良地质体的波形特征，识别地下不良地质体空间位置；运用模糊数学理论，大幅度减少计算机运算资源消耗，输出的文件类型供多种后处理程序使用；其中：弹性波数据采集系统包括弹性波发射模块、弹性波数据接收模块、弹性波数据记录模块，其中：弹性波发射模块与弹性波数据记录模块相连，其用于在钻孔孔口激发弹性波波场，根据需要改变能量强度；弹性波数据接收模块与弹性波数据记录模块相连，其用于在钻孔内接收多深度多地层的弹性波信号，并实时传输各个传感器接收到的弹性波数据；弹性波数据记录模块用于对接收到的弹性波数据进行数模转换，并根据预先设定的参数将数据记录到一个硬盘中；所述波形处理模块包括波形噪音过滤模块、起跳延迟纠偏模块，其中：波形噪音过滤模块，其对弹性波数据采集系统记录得到的波形进行预处理，过滤地下不良地质勘探工程中常见的噪音，保证数据质量，提高地下不良构造勘探精度；起跳延迟纠偏模块，其用于计算各深度波形首波起跳延迟时间，转换得到各深度零起跳延迟波形，排列后得到弹性波波形剖面数据，从波形噪音过滤模块接收前处理后的波形，并输入地层条件进行计算和纠偏；其特征在于，所述弹性波发射模块内设有一个高精度加速度传感器，其用于接收弹性波激发点的振动信号，将信号向上传输至数据记录模块，以供推测起跳时间，缩短数据记录时间，减小数据文件所占空间；所述弹性波数据接收模块采用一种速度型传感器；所述弹性波数据记录模块包括地震仪、计算机，地震仪将各个类型传感器传输而来的模拟信号进行数模转换，并传输至计算机以供进一步处理记录；计算机接收数字信号，结合弹性波发射模块上传的激发信号来调整数据记录时间，形成数据文件，并保存至相应文件位置；所述波形噪音过滤模块包括：带通滤波模块，其用于削弱工程现场各类规律性噪声对数据质量的影响，使用时对高截止频率、低截止频率、窗口镶边长度进行设置，具体参数应依据现场条件以及工程经验调整；波形纠偏模块，其用于去除带通滤波模块无法修正的高度异常模型；对于传感器不正常工作、地层异常导致的高度异常波形，无法通过带通滤波的方式消除噪音，使用波形纠偏模块逐一处理；首先删除异常波形所在时域的弹性波数据，然后使用插值的方法补充该时域的弹性波数据，对于整列波形异常的，根据相邻测点数据生成修正的波形数据。