一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法，首先，建立包含不同溶洞尺寸与位置的模型库，而模型中的溶洞位置与尺寸则为标签；其次，对模型库进行有限元计算，在桩锤激震下获得不同溶洞工况的地表特定位置的加速度响应；再次，对加速度响应数据进行特征提取，将提取的特征与标签组合成数据库，并随机划分训练集与测试集，将训练集输入k近邻算法进行机器学习，得到初步的基于k近邻算法的溶洞探测模型；最后，根据预测精度调整模型参数，获得最佳的基于k近邻算法的溶洞探测模型。本发明专利技术方法可有效实现对地下溶洞位置和几何尺寸的准确识别，且较现有的溶洞探测技术具有成本更低、效率更高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法
本专利技术涉及溶洞探测的
，尤其是指一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法。
技术介绍
溶洞是指可溶性岩石在喀斯特作用下形成的空间，广泛存在于我国各个省市，尤其是西南地区。地下溶洞对基础工程施工的安全性造成严重的威胁，在轻微的土层扰动作用下可能会发生坍塌，在灌注混凝土时也容易发生漏浆、塌孔等事故，从而造成经济损失甚至威胁施工人员的生命安全。因此，发展高效的溶洞探测技术，可以为施工前期土层地质状况的评估提供可靠的技术保障，并为之后的施工方案提供指导，进而保证基础工程的施工安全。目前，溶洞探测技术主要包括浅层地震波反射法、高密度电阻率法、钻孔雷达法、管波测试法等地质勘查手段，其原理是利用弹性波、电场、地磁波或者声波等在不同地层下的分布或者传播规律以预测地下溶洞的位置。当前，传统的溶洞探测技术仍然面临探测效率低、成本高、不易于大面积应用等技术瓶颈。例如，经典的浅层地震法则需要利用炸药等人工震源作为激励源产生地震波，既增加了成本也造成了一定的危险性；高密度电阻率法在接地条件较差的地方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)利用有限元仿真的手段，对有无溶洞及不同位置与尺寸的溶洞多种工况下的响应信息进行分析，确定能够探测的溶洞位置和尺寸范围，随后在此范围内建立包含不同溶洞尺寸与位置的模型库，而模型中的溶洞位置与尺寸则为标签；/n2)对建立的模型库进行有限元计算，在桩锤激震下获得不同溶洞工况的地表特定位置的加速度响应数据；/n3)对地表特定位置的加速度响应数据进行分析，提取相应的特征，而后将提取的特征与标签组合成数据库，将数据库随机分成训练集与测试集，其中，训练集的数量要比测试集多，随后再将训练集输入k近邻算法进行机器学习，获得初步...

【技术特征摘要】
1.一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用有限元仿真的手段，对有无溶洞及不同位置与尺寸的溶洞多种工况下的响应信息进行分析，确定能够探测的溶洞位置和尺寸范围，随后在此范围内建立包含不同溶洞尺寸与位置的模型库，而模型中的溶洞位置与尺寸则为标签；
2)对建立的模型库进行有限元计算，在桩锤激震下获得不同溶洞工况的地表特定位置的加速度响应数据；
3)对地表特定位置的加速度响应数据进行分析，提取相应的特征，而后将提取的特征与标签组合成数据库，将数据库随机分成训练集与测试集，其中，训练集的数量要比测试集多，随后再将训练集输入k近邻算法进行机器学习，获得初步的基于k近邻算法的溶洞探测模型；
4)将测试集输入初步的基于k近邻算法的溶洞探测模型进行预测，将预测结果与测试集所对应的标签进行对比，从而得到预测精度，而后根据预测精度调整模型的参数k，以得到最佳的基于k近邻算法的溶洞探测模型，并将其应用于地下溶洞探测当中。


2.根据权利要求1所述的一种基于桩锤激震和k近邻算法的地下溶洞探测方法，其特征在于：在步骤1)中，建立模型库时使用无限元单元作为土层的边界单元来模拟半无限体，避免弹性波在边界处反射。


3.根据权利要求1所述的一种基于桩锤激震和k近邻算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬松，周立成，李浩祖，刘方刚，刘泽佳，汤立群，周玉锋，刘逸平，蒋震宇，杨帅，彭寅，罗德泉，李杏林，任明龙，
申请(专利权)人：广州市高速公路有限公司，华南理工大学，广州广佛肇高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44