本发明涉及岩体工程监测,具体涉及一种岩石内部地质结构属性原位探测方法及系统。
背景技术:
1、近年来随着重大工程向地球深部推进,岩爆、塌方等深部岩体工程动力灾害愈发强烈,给工程带来极大风险。基于局部待开挖岩体的具体情况对其进行动力灾害风险评估,制定并实施相应的开挖支护方案。
2、通过细化设计与施工流程保证在每个施工循环中巷道的稳定性。其中,待开挖岩体的地质结构特征是评估动力灾害风险并基于此设计开挖支护方案所依赖的关键数据。
3、因此,急需提出一种可安全、方便地对深部巷道掌子面前方待开挖岩体地质结构属性进行快速准确评估的方法,获取待开挖岩体不连续度性的空间分布特征,为实现动态岩体动力灾害风险评估及开挖支护方案精细化动态设计与施工提供关键数据。
4、而现有的岩土内部地质结构属性探测方法普遍存在探测成本高、探测范围小,结果代表性低及反演迭代时间长的缺陷,同时探测结果获取受环境限制,存在精度低以及获取效率较低的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供了一种岩石内部地质结构属性原位探测方法及系统,解决了现有岩土内部地质结构属性探测技术普遍存在探测成本高、探测范围小,结果代表性低及反演迭代时间长的缺陷,同时探测结果获取受环境限制,存在精度低以及获取效率较低的技术问题。
2、鉴于上述问题,本申请提供了一种岩石内部地质结构属性原位探测方法。
3、第一方面,本申请提供了一种岩石内部地质结构属性原位探测方法,方法包括:获得目标冲击回波探测面,其中,目标冲击回波探测面通过对目标岩体监测区域进行平整打磨生成,目标冲击回波探测面布设有k个冲击回波测量点;在每个目标冲击回波探测面预布设目标冲击回波探头,其中,目标冲击回波探头为单激发多通道同步接收型冲击回波装置;采用目标冲击回波探头对目标冲击回波探测面进行冲击回波探测,获得目标冲击回波数据;对目标冲击回波数据进行时频域信号转换,获得目标冲击回波信号时频谱;预构建岩体不连续度预测深度学习模型,将目标冲击回波信号时频谱同步至岩体不连续度预测深度学习模型进行岩体不连续度预测,获得目标岩体不连续度预测结果,其中,岩体不连续度预测深度学习模型基于反演深度学习网络构建;通过对k个冲击回波测量点进行数据采集,生成目标岩体不连续度标签数据;预构建目标损失函数,并将目标岩体不连续度预测结果和目标岩体不连续度标签数据同步至目标损失函数,获得目标差距信息;基于目标差距信息进行岩体不连续度预测深度学习模型的优化处理。
4、第二方面,本申请提供了一种岩石内部地质结构属性原位探测系统,系统包括:探测面模块:获得目标冲击回波探测面,其中,所述目标冲击回波探测面通过对目标岩体监测区域进行平整打磨生成,所述目标冲击回波探测面布设有k个冲击回波测量点,k为正整数;探头布设模块:对所述目标冲击回波探测面预布设目标冲击回波探头,其中,所述目标冲击回波探头为单激发多通道同步接收型冲击回波装置;冲击回波探测模块:采用所述目标冲击回波探头对所述目标冲击回波探测面进行冲击回波探测,获得目标冲击回波数据;信号转换模块:对所述目标冲击回波数据进行时频域信号转换,获得目标冲击回波信号时频谱;不连续度预测模块:预构建岩体不连续度预测深度学习模型,将所述目标冲击回波信号时频谱同步至所述岩体不连续度预测深度学习模型进行岩体不连续度预测,获得目标岩体不连续度预测结果,其中,所述岩体不连续度预测深度学习模型基于反演深度学习网络构建;数据采集模块:通过对所述k个冲击回波测量点进行数据采集,生成目标岩体不连续度标签数据;函数构建模块:预构建目标损失函数,并将所述目标岩体不连续度预测结果和所述目标岩体不连续度标签数据同步至所述目标损失函数,获得目标差距信息;模型优化模块:基于所述目标差距信息进行所述岩体不连续度预测深度学习模型的优化处理。
5、本申请中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
6、本申请实施例提供的一种岩石内部地质结构属性原位探测方法及系统,通过在待测岩体布设冲击回波探测面,在探测面上布设回波监测探头阵列并进行冲击回波测,获得目标冲击回波数据;再对目标冲击回波数据进行时频域信号转换,获得目标冲击回波信号时频谱,通过深度学习模型将目标冲击回波信号时频谱数据映射到岩体深度相关不要连续性数据,从而实现对岩体不连续性质的预测;模型的训练通过对k个冲击回波测量点进行数据采集,生成目标岩体不连续度标签数据,并将目标岩体不连续度预测结果和目标岩体不连续度标签数据同步至目标损失函数,获得目标差距信息,最后再基于目标差距信息进行岩体不连续度预测深度学习模型的优化处理来实现。解决了现有岩土内部地质结构属性探测技术普遍存在探测成本高、探测范围小,结果代表性低及反演迭代时间长的缺陷,同时探测结果获取受环境限制,存在精度低以及获取效率较低的技术问题,实现了为动态岩体动力灾害风险评估及开挖支护方案精细化动态设计与施工提供关键数据,减少了一定的主观性和误差。
1.一种岩石内部地质结构属性原位探测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标冲击回波探测面布设有k个冲击回波测量点,所述方法还包括:
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,通过对所述k个冲击回波测量点进行数据采集,生成目标岩体不连续度标签数据,所述方法还包括:
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用所述目标冲击回波探头对所述目标冲击回波探测面进行冲击回波探测,获得目标冲击回波数据,所述方法还包括:
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,预构建岩体不连续度预测深度学习模型,所述方法还包括:
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,将所述目标冲击回波信号时频谱同步至所述岩体不连续度预测深度学习模型进行岩体不连续度预测,获得目标岩体不连续度预测结果,所述方法还包括:
8.一种岩石内部地质结构属性原位探测系统,其特征在于,所述系统包括:
