[发明专利]一种用于旋喷桩径检测的电磁感应的数据处理方法

摘要

本发明公开了一种用于旋喷桩径检测的电磁感应的数据处理方法，属于地基处理领域中旋喷桩施工质量监测技术方面，基于瞬变电磁仪对旋喷施工过程的检测数据，采用如下步骤将瞬变电磁仪的采集数据进行处理进而确定旋喷桩径的方法：提取数据；识别并提取旋喷桩体边界的有效感应电动势；识别并提取旋喷桩体的有效视电阻率；确定旋喷桩径特征；旋喷桩径结果校准；获取桩径结果。本发明旋喷桩径检测的电磁感应的处理方法，将电磁感应理论应用到旋喷桩径监测方面，对旋喷桩的成桩直径进行实时监测，并根据监测结果随时调整施工参数，保证施工质量。

主权项

1.一种用于旋喷桩径检测的电磁感应的数据处理方法，其特征在于，基于瞬变电磁仪对旋喷施工过程的检测数据，采用如下步骤将瞬变电磁仪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；从瞬变电磁仪采集系统中提取旋喷过程中的电磁感应信号，主要包含电磁感应信号的感应电动势、感应电流、频率、时间点等电磁特征参数，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瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标，并提取钻头轨迹坐标；步骤2：识别并提取旋喷桩体边界的有效感应电动势；高压液体对土体进行切削是一个动态实现的过程，高压液体的切削作用使桩体直径逐渐变大，桩体内充满的喷射浆液的体积也在逐渐增多，从而使得在某一时间段附近桩体水平截面的感应电动势呈现逐渐增加的趋势，当旋喷作用达到最大桩径时，感应电动势不再增加；因此，按时间点次序将感应电动势依次排列，将感应电动势前后相邻数据进行大小比较；若后一组数据大于前一组数据，则删除前一组数据，直至出现后一组数据小于前一组数据，则同时保留该两组数据，采用后一组数据为起点，继续前后相邻数据进行大小比较；同样地，按照上述方法按顺序完成所有感应电动势数据比较，将最终保留的时间节点、感应电动势进行存储，并获取每一时间节点对应的瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标；步骤3：识别并提取旋喷桩体的有效视电阻率；基于步骤2获得最终保留的时间节点、感应电动势、每一时间节点对应的瞬变电磁仪采集器中心空间位置坐标，进一步获取最终保留的时间节点、感应电动势对应的感应电流、频率，通过建立视电阻率与半空间电阻率之间的关系方程即可计算出瞬变电磁仪采集器周边的桩土视电阻率模型，将瞬变电磁仪采集器中心空间位置坐标与瞬变电磁仪采集器周边的桩土视电阻率模型在同一垂直位置处进行水平叠加，即可获得在步骤1空间直角坐标系下旋喷桩体的视电阻率模型；根据旋喷桩体的视电阻率模型，设定检测区域的视电阻率高于桩周土体视电阻率20%及以上则认定为旋喷桩体，按此标准可在旋喷桩体的视电阻率模型中确定旋喷桩体的最大边界S1；步骤4：确定旋喷桩径特征；根据旋喷浆液的性质，可获得不同直径旋喷桩体对应的感应电动势大小，进而可获得旋喷桩体直径与感应电动势之间的函数关系f；基于步骤2中最终保留感应电动势，可计算出旋喷桩体的直径，进而可获得保留感应电动势及其对应的时间节点、在该时间节点瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置；在步骤1空间直角坐标系下，以某一时间节点瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置为起点，以该时间节点对应的感应电动势计算出的旋喷直径为线段L，在瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置构成的向量方向上，将线段L一端点放至起点，另一端点对应的空间坐标即为该旋喷桩体的边界点，进而可确定旋喷桩体的边界S2，取旋喷桩体的边界S2与旋喷桩体的最大边界S1的并集，即为旋喷桩径的拟定边界S3；步骤5：旋喷桩径结果校准；根据旋喷施工情况可知，旋喷桩体的边界应处于引孔边界W1外侧，且处于在该施工场地条件下旋喷极限喷射边界W2内侧；根据该条件，对旋喷桩径的拟定边界S3进行识别，删除其余不满足条件的坐标点；最终获得旋喷边界上有效的空间坐标数据；步骤6：获取桩径结果；将旋喷边界上有效的空间坐标数据平面拟合，即获取空间条件下有效的旋喷桩径果。