一种单孔法波速测试方法、装置及终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术适用于工程测试技术领域，提供了一种单孔法波速测试方法、装置及终端设备，所述方法包括：首先获取地表振源装置在共振频率下产生的振源振动信号，并生成振源振动波形，所述共振频率为所述振源装置中激振块体与地层形成的系统的共振频率；获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形；然后根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图；最后根据所述波列图，得到波速测试结果，实现了对地震波的测量，提高了对地层中地震波测量的精度，有助于对地基土特性的研究。

A Single-hole Wave Velocity Testing Method, Device and Terminal Equipment

The present invention is applicable to the field of engineering testing technology, and provides a single-hole method for measuring wave velocity, a device and a terminal device. The method includes: firstly, acquiring the vibration signal of the vibration source generated by the ground vibration source device under the resonance frequency, and generating the vibration waveform of the vibration source. The resonance frequency is the excitation block in the vibration source device. The resonance frequencies of the system formed by strata, the vibration signals of each measuring point in the borehole detected by geophone and the corresponding vibration waveforms of the measuring points are obtained, and then the waveforms are obtained according to the cross-correlation analysis method, the vibration waveforms of each measuring point and the vibration waveforms of the vibration source. Finally, the velocity measurement is obtained according to the waveform. The test results have realized the measurement of seismic wave, improved the accuracy of seismic wave measurement in stratum, and contributed to the study of the characteristics of foundation soil.

【技术实现步骤摘要】
一种单孔法波速测试方法、装置及终端设备
本专利技术属于工程测试
，尤其涉及一种单孔法波速测试方法、装置及终端设备。
技术介绍
单孔法波速测试是岩土工程勘察中测试岩土体剪切波速度、压缩波速度、动剪切模量、动弹性模量及动泊松比的重要手段，目前单孔法波速测试多采用地表瞬态激振，使用大锤在孔口水平向敲击上压重物的剪切板激发剪切波成分占比高的地震波、竖直向敲击圆铁板激发压缩波成分占比高的地震波，利用放置在孔内指定深度的三分量检波器和波速测试仪器接收地面激振、由地层介质传递至孔内的地震波，通过速度最快、首先到达的特征识别压缩波；通过正反向敲击剪切板，质点振动极性相反、波形反向的特征识别剪切波。目前，瞬态激振单孔法波速测试装置简单、方便易行，在原状土层有较好的测试效果，但在特定的地质条件下，应用效果不佳，如某些存在井液的波速较高的地层、尤其是岩石钻孔中，可能受到斯通利波和其他干扰波的影响，剪切波难以识别，测试误差较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种单孔法波速测试方法、装置及终端设备，以解决现有技术中剪切波难以识别、测试误差大的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种单孔法波速测试方法，包括：获取地表振源装置在共振频率下产生的振源振动信号，并生成振源振动波形，共振频率为振源装置中激振块体与地层形成的系统的共振频率；获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形；根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图；根据波列图，得到波速测试结果。本专利技术实施例的第二方面提供了一种单孔法波速测试装置，包括：振源振动波形获取模块，用于获取地表振源装置在共振频率下产生的振源振动信号，并生成振源振动波形，共振频率为振源装置中激振块体与地层形成的系统的共振频率；测点振动波形获取模块，用于获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形；波列图生成模块，用于根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图；波速测试结果获取模块，用于根据波列图，得到波速测试结果。本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上所述的单孔法波速测试方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的单孔法波速测试方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例首先获取地表振源装置在共振频率下产生的振源振动信号，并生成振源振动波形，共振频率为振源装置中激振块体与地层形成的系统的共振频率；获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形；然后根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图；最后根据波列图，得到波速测试结果，实现了对地震波的测量，提高了对地层中地震波测量的精度，有助于对地基土特性的研究。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的波速测试系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的单孔法波速测试方法的实现流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的图2中S102的实现流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的图3中S205的实现流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的图2中S103的实现流程示意图；图6是本专利技术实施例提供的图2中S104的实现流程示意图；图7是本专利技术实施例提供的单孔法波速测试装置的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的波列图的示意图；图9是本专利技术实施例提供的终端设备的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。为了说明本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例1：图1示出了一种波速测试系统1，本专利技术实施例提供的单孔法波速测试方法的流程主体可以为波速测试系统1中的波速测试装置13，波速测试系统1详述如下：在一个实施例中，波速测试系统1包括振源装置11、振动检测装置12和波速测试装置13；其中，振源装置11包括信号发生器1111、功率放大器1112、激振器1121、激振块体1122、配重块1123和振源振动传感器1124；振动检测装置12包括检波器121和连接部件122。在本实施例中，振源装置11位于钻孔附近的地表，用于产生振源振动信号。振源装置11中，信号发生器1111与功率放大器1112相连，信号发生器1111产生正弦波信号，并将正弦波信号发送至功率放大器1112，功率放大器1112放大正弦波信号，并发送放大的正弦波信号至激振器1121，驱动激振器1121产生相应频率的振源振动信号。激振器1121与配重块1123相连，并且通过预埋螺杆或钻孔植筋方式与激振块体1122相连。在本实施例中，激振器1121采用电磁式激振器。使用电磁式激振器的优点在于其能提供从几赫兹到上千赫兹的机械振动，能满足软硬不同的土质地基和岩石地基对振动频率的测试要求。为了能激发足够能量的机械振动，测试时检波器121能接收到信噪比较好的振动信号，激振器1121应有较大的出力，土层测试时出力宜达到1000N，岩层测试时出力宜达到3000N，测试前应根据测试对象选择出力满足要求的电磁式激振器。在本实施例中，激振块体1122一般采用预制混凝土块，激振器1121工作时，激振块体1122与地层形成的质量-弹簧体系做受迫振动，改变激振器1121工作频率，当激振器1121工作频率接近质量-弹簧体系的固有频率时，受迫振动的振幅快速增大，在质量-弹簧体系的固有频率附近达到最大值。为了有好的测试效果，使检波器121接收到的振动信号有较高的信噪比，测试时可以使激振器1121工作在激振块体1122和地层构成的质量-弹簧体系的固有频率附近，因此，正式测试前，可以先利用激振器1121进行扫频，测试激振块体1122与地层形成的质量-弹簧体系的固有频率。在本实施例中，配重块1123用于限制激振器1121振动部分的位移，使激振器1121以较大的激振力和较低的频率工作时，振动位移不超出激振器1121设备本身的要求。在本实施例中，振源装置11还包括振源振动传感器1124，振源振动传感器1124位于激振块体1122表面；振源振动传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单孔法波速测试方法，其特征在于，包括：获取地表振源装置在共振频率下产生的振源振动信号，并生成振源振动波形，所述共振频率为所述振源装置中激振块体与地层形成的系统的共振频率；获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形；根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图；根据所述波列图，得到波速测试结果。

【技术特征摘要】
1.一种单孔法波速测试方法，其特征在于，包括：获取地表振源装置在共振频率下产生的振源振动信号，并生成振源振动波形，所述共振频率为所述振源装置中激振块体与地层形成的系统的共振频率；获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形；根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图；根据所述波列图，得到波速测试结果。2.如权利要求1所述的一种单孔法波速测试方法，其特征在于，所述获取检波器检测的钻孔内各个测点的振动信号，并生成对应的测点振动波形，包括：获取钻孔内不同测点的振动信号；依次计算各个测点的振动信号的信噪比；根据各个测点的振动信号的信噪比，确定各个测点的波形采样次数；按照各个测点的波形采样次数分别对各个测点进行采样，得到各个测点的初始测点振动波形及对应的振源振动波形；根据互相关分析法、各个测点的初始测点振动波形及对应的振源振动波形，得到各个测点的测点振动波形。3.如权利要求2所述的一种单孔法波速测试方法，其特征在于，所述根据互相关分析法、各个测点的初始测点振动波形及对应的振源振动波形，得到各个测点的测点振动波形，包括：根据互相关分析法，将同一测点的各个振源振动波形移动至同一相位基准，得到标准振源振动波形；根据同一测点的标准振源振动波形，对应调整同一测点的各个初始测点振动波形的相位；将调整后的同一测点的各个初始测点振动波形进行叠加，得到同一测点的测点振动波形；依次调整各个测点对应的初始测点振动波形，得到各个测点的测点振动波形。4.如权利要求1所述的一种单孔法波速测试方法，其特征在于，所述根据互相关分析法、各个测点的测点振动波形及振源振动波形，得到波列图，包括：根据互相关分析法，调整各个测点振动波形对应的振源振动波形至同一相位基准；根据所述相位基准，对各个测点对应的测点振动波形的相位进行调整；按照预设顺序对调整后的各个测点的测点振动波形进行排序，得到所述波列图。5.如权利要求1所述的一种单孔法波速测试方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小峰，赵在立，李玉良，梁少春，胡胜波，苏铁军，宋金利，
申请(专利权)人：河北中核岩土工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13