【技术实现步骤摘要】
一种用于地下管线探测的声频振动法及装置
[0001]本专利技术涉及岩土工程检测与测试领域,具体涉及一种用于地下管线探测的声频振动法及装置。
技术介绍
[0002]地下管线作为城市重要基础设施,对城市正常运营意义重大,维系着城市公共安全。由于部分管线修建年代久远,普遍存在图纸资料缺失或图纸管位与实际位置不符等问题,常发生因管线位置不明挖断管线,造成停水、停电、通讯中断等事故。为了避免类似状况发生,查明地下管线的位置、走向、埋深已成为维护和施工工作的一项重要前提。随着城市建设频率加快,管线建设日趋复杂,由此产生的矛盾日趋增多,对于地下管线的精准探测越发迫切。
[0003]由于城市建筑和公共设施制约了探测工作的进行,同时工业生产、公共交通和居民生活对探测工作产生很强的干扰,一些在城市之外行之有效的地球物理探测方法,在城市地下管线探测的工作中面临着很大挑战。例如,地面直流电法现场布置及电极耦合较麻烦,对现场条件要求高;地面瞬变电磁法对良导体反应灵敏,易受电磁干扰影响,纵向分辨率与定深精度较低。因此如何在不破坏场地条件的前提下,提高地下管线探测技术的抗干扰能力和分辨率具有重要意义。
[0004]采用地震波法的无损探测技术,基于目标管线与地下介质的弹性波波速及波阻抗差异,可实现地下管线的探测。传统的地震波法通常采用炸药震源用于地震波法的激发,其优势在于激发能量足够强,可以确保地震波的传播距离达到目标勘探深度。但炸药震源并不适用于城市地下管线的探测,一方面炸药震源极不安全,无法在城市环境中激发;另一方面,震源信号不 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于地下管线探测的声频振动法,其特征在于,包括以下步骤:1)工作前,对震源信号波形、时间、频带、相位、幅度等进行设置;2)将激振装置需布设于待测管线露头处,通过击震器或人工锤击对露头处激振;3)产生的地震波信号通过管壁或管道内流体并向远端传播,该信号为激振器激发的非脉冲式线性扫描信号、非线性扫描信号或人工锤击的脉冲信号,最终被布设在地面上的传感器接收;4)通过对采集的地震数据进行处理,得到将长时间激振积累能量的地震数据压缩为脉冲形式的地震数据,形成地震剖面:所述数据处理算法的公式为:R(τ)=(1/T)∫[f(t)g(t+τ)]dt,积分限为0至T;(其中f(t)与g(t+τ)函数进行卷积运算,两个函数滑动相乘,反映的是两个函数在不同的相对位置上互相匹配的程度;5)由地震剖面中判断识别管线平面位置;6)根据露头点和探测已知点确定管线的延伸方向,然后将测线沿管线走向移动,将测线垂直或斜交于地下管线布置;7).重复步骤1)
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步骤5),最终得到目标管线的精确走向。2.根据权利要求1所述的一种用于地下管线探测的声频振动法,其特征在于,所述步骤3)中线性扫描信号的数学公式为:W(t)=A(t)Sin2π(fl
±
(fu+fl)t/2T)t,式中,A(t)为扫频信号W(t)的振幅函数,f1为开始频率,fu为终止频率,T为扫描周期长度,即持续振动时间,式中若取正号,称为升频扫描,反之则成为降频扫描。3.根据权利要求2所述的一种用于地下管线探测的声频振动法,其特征在于,扫描信号扫频时间范围为6s
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300s,扫描信号扫频范围为1Hz
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500Hz,扫频方式可以是升频、降频、升频后降频、降频后升频,扫频时间需要为周期的整数倍,即时间t=nT,T为扫描周期长度。4.根据权利要求1所述的一种用于地下管线探测的声频振动法,其特征在于,采用声频振动法探测地下管线前需选择合适的激振频率范围和激振时间,扫频信号可以为线性升频或线性降频,扫频信号的时间控制线性升频或线性降频变化速度,扫频时间越长可以获取长时间激振信号,采集积累的激振的能量更强。5.根据权利要求1
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4任一项用于地下管线探测的可控源激振装置,其特征在于,包括螺栓(1)、弹簧片(2)、伸缩轴(3)、底座(4)、击震器(5)、磁极板(6)、动圈(7)、输入端口(8);所述磁极板(6)为底部开口的圆柱形,所述磁极板(6)外有外壳,所述外壳的两侧安装在所述底座(4)上;所述磁极板(6)由内芯N磁极和外圈S磁极构成,内芯N磁极和外圈S磁极之间有空隙;所述磁极板(6)的纵截面为开口向下的E字形;所述磁极板(6)的内芯N磁极开设有轴向贯通的孔,孔中设置有伸缩轴(3);所述伸缩轴(3)的底部设置有所述击震器(5);所述磁极板(6)的上下端均设置有所述弹簧片(2);所述弹簧片(2)一端通过螺栓(1)固定于磁极板(6)上,另一端通过一号固定件固定于伸缩轴(3)上;动圈(7)上部缠绕...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴锋,朱黎明,胡绕,刘伍,孔俊禹,唐睿,
申请(专利权)人:上海勘察设计研究院集团有限公司,
类型:发明
国别省市:
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