[发明专利]一种用于旋喷桩径检测的微震效应数据处理方法

摘要

本发明公开了一种用于旋喷桩径检测的微震效应数据处理方法，属于旋喷桩检测技术领域，数据处理方法主要包括：提取数据，从微震监测系统中提取旋喷过程中的震动信号；识别并过滤干扰数据，保存震动频率为30‑150Hz的震动波；旋喷震动区域定位，获得每一时间节点微震事件点的空间坐标；最大旋喷边界定位；最大旋喷边界提取；最大旋喷边界校准；获取旋喷桩径结果。本发明将多余波去除进而达到精准滤波的目的，能够更加精准的确定旋喷桩边界的位置，进行指导施工。

主权项

1.一种用于旋喷桩径检测的微震效应数据处理方法，其特征在于，基于微震传感器对旋喷施工过程的检测数据，采用如下步骤将微震检测数据进行处理进而确定旋喷桩径的方法：步骤1：提取数据；从微震监测系统中提取旋喷过程中的震动信号，主要包含震动信号的波形、频率、周期、时间点等频谱特征参数，在施工场地地表确定一固定点为坐标原点，建立空间直角坐标系，提取所有微震传感器的空间坐标、旋喷桩体设计中心轴线方程、设计的圆形引孔边界方程E1、无上覆荷载条件下旋喷钻机在该施工场地最软弱土层中采用最大极限能力产生的旋喷边界方程E2；步骤2：识别并过滤干扰数据；根据高压液体在土体中产生冲击震动波的特性以及地表机械震动波的传播规律，将震动频率小于30Hz、大于150Hz的震动波去除，将震动频率为30‑150Hz的震动波保留，确定以30‑150Hz波段为旋喷浆液冲击土体产生的震动波，对30‑150Hz波段的P波进行分析；步骤3：旋喷震动区域定位；自旋喷开始至旋喷结束，根据每一个时间节点不同微震传感器接收的震动频谱特征参数，以及设定在该施工区域土层中震动信号的传播速度v0，其中获取至少6个不在同一水平面且不在同一垂直面上微震传感器接收的有效震动频谱特征参数；从同一个时间节点不同微震传感器产生的有效震动频谱特征参数中进行至少3次随机选择4组不同数据，根据4组数据的微震传感器的空间坐标和发生微震事件点的空间坐标相对长度L1，以及设定的震动信号的传播速度v0乘以微震传感器接收微震时间节点与发生微震事件点时间节点的时间差获取的长度L2，由L1与L2相等可获取发生微震事件点时间节点及发生微震事件点的空间坐标，通过至少3次随机数据可获得至少3个微震事件点时间节点及发生微震事件点的空间坐标，将不少于3个微震事件点的空间坐标进行算术平均即可获得该时间节点的微震事件点的空间坐标，即旋喷震动区域的位置；由此推广，可获得每一时间节点微震事件点的空间坐标；步骤4：最大旋喷边界定位；旋喷过程中旋喷边界逐渐增大，直至达到最大边界处，旋喷浆液的冲击对土体不在产生切削作用；通过步骤3获得的每一时间节点微震事件点的空间坐标，计算每一时间节点微震事件点的空间坐标与旋喷桩体设计中心轴线方程的距离L3，按时间次序将L3依次排列；在同一时间节点附近，L3不再继续增大时，此时的L3即为最大旋喷边界距离旋喷桩体设计中心轴线的距离，因此当L3不再增大时的空间坐标即为最大旋喷边界；步骤5：最大旋喷边界提取；根据步骤4，按时间次序将L3依次排列，将L3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L3数据比较，将最终保留的时间节点和L3对应的时间节点和微震事件点的空间坐标提取出来，即为最大旋喷边界上的的空间坐标数据；步骤6：最大旋喷边界校准；根据旋喷施工情况可知，旋喷桩体的边界应处于边界方程E1外侧，且处于边界方程E2内侧；根据该条件，将最大旋喷边界上的空间坐标数据中处于边界方程E1和边界方程E2之间及边界上的空间坐标保留，删除其余不满足条件的坐标；最终获得校准后的最大旋喷边界上的空间坐标数据；步骤7：获取旋喷桩径结果；将校准后的最大旋喷边界上的的空间坐标数据进行插值并拟合形成边界曲面，即获取空间条件下旋喷桩径的结果。