一种富水软弱地层的工程特性评价方法技术

本发明专利技术属于富水软弱地层的工程特性评价技术领域，公开了一种富水软弱地层的工程特性评价方法。本发明专利技术通过确定富水软弱地层厚度方法根据双三次拟合差分方法，确定富水软弱地层网格拟合平面上的并位于网格线交点处的点的切面的法向量；根据法向量获得富水软弱地层的顶界面与底界面之间的时间域值。根据时间域值与弹性波在富水软弱地层内传播的速度准确确定富水软弱地层的真实厚度；同时，通过对富水软弱地层基坑的风险进行评估方法将监测数据与风险等级概率建立直接联系，基于富水软弱地层基坑每日实际监测数据，全面考虑各种监测指标，给出综合评估的风险结果，针对富水软弱地层渗水性强的特点设定针对性的评估权重，实时性强，准确性高。准确性高。准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种富水软弱地层的工程特性评价方法


[0001]本专利技术属于富水软弱地层的工程特性评价
，尤其涉及一种富水软弱地层的工程特性评价方法。

技术介绍

[0002]地层(stratum)是一切成层岩石的总称，包括变质的和火山成因的成层岩石在内，是一层或一组具有某种统一的特征和属性的并和上下层有着明显区别的岩层。地层可以是固结的岩石，也可以是没有固结的沉积物，地层之间可以由明显层面或沉积间断面分开，也可以由岩性、所含化石、矿物成分或化学成分、物理性质等不十分明显的特征界限分开；然而，现有富水软弱地层的工程特性评价方法不能准确获得富水软弱地层厚度；同时，对富水软弱地层基坑的风险评估不准确。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有富水软弱地层的工程特性评价方法不能准确获得富水软弱地层厚度。
[0005](2)对富水软弱地层基坑的风险评估不准确。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种富水软弱地层的工程特性评价方法。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种富水软弱地层的工程特性评价方法包括：
[0008]步骤一，通过遥感探测器获取目标富水软弱地层遥感影像；对目标富水软弱地层遥感影像进行去噪增强处理；
[0009]所述对目标富水软弱地层遥感影像进行去噪增强处理方法：
[0010]基于预设的不同方向的滤波器掩模提取每个目标富水软弱地层遥感影像像素在不同方向上的统计值，并将每个目标富水软弱地层遥感影像像素在不同方向上的统计值中的最小值作为对应目标富水软弱地层遥感影像像素的特征值；
[0011]针对每个方向的滤波器掩模，将当前方向的滤波器掩模逐目标富水软弱地层遥感影像像素地在待去噪目标富水软弱地层遥感影像上移动，并根据当前方向的滤波器掩模移动的位置提取对应目标富水软弱地层遥感影像像素在当前方向上的统计值；
[0012]根据每个目标富水软弱地层遥感影像像素的特征值确定出与每个目标富水软弱地层遥感影像像素对应的参数；针对每个方向的滤波器掩模，根据与每个目标富水软弱地层遥感影像像素对应的参数和当前方向的滤波器掩模的坐标计算出当前方向的滤波器掩模在每个目标富水软弱地层遥感影像像素上的权重；
[0013]针对每个方向的滤波器掩模，在每个目标富水软弱地层遥感影像像素上为当前方向的滤波器掩模设置对应的权重，并根据设置的权重计算对应目标富水软弱地层遥感影像像素在当前方向上的加权统计值；
[0014]根据所有目标富水软弱地层遥感影像像素在每个方向上的加权方差设置所有目
标富水软弱地层遥感影像像素在对应方向上的加权均值的权重；根据计算出的加权均值之和去除待去噪目标富水软弱地层遥感影像的噪声，以得到去噪后的目标富水软弱地层遥感影像；
[0015]步骤二，根据目标富水软弱地层遥感影像对富水软弱地层进行结构特征分析；
[0016]步骤三，在目标富水软弱地层清除场地表面的填沙，直至软土层，将软土层表面抹平，并竖直安置直径为0.6m的PVC管，将沙土填充会原位使整个PVC管管竖直固定；PVC管连接探测器；
[0017]步骤四，通过探测器向目标富水软弱地层发射测量信号；测量发射的测量信号经目标富水软弱地层反射得到的反射信号；确定富水软弱地层厚度；
[0018]步骤五，根据测量信号对富水软弱地层的工程特性进行评价；并对富水软弱地层基坑的风险进行评估。
[0019]进一步，所述确定富水软弱地层厚度方法如下：
[0020](1)获取富水软弱地层的原始数据点，将所述原始数据点进行平面拟合得到富水软弱地层拟合平面；通过插值拟合将富水软弱地层拟合平面进行网格化得到具有网格的富水软弱地层网格拟合平面；
[0021](2)通过所述原始数据点与所述富水软弱地层网格拟合平面确定所述原始数据点对应的第一插值在富水软弱地层深度方向上的绝对差值，对于所述绝对差值处于置信区间以外的原始数据点进行处理并重新进行插值计算；
[0022](3)通过双三次拟合差分方法，确定所述富水软弱地层网格拟合平面上的并位于网格线交点处的点的切面的法向量；根据所述法向量获得富水软弱地层的顶界面与底界面之间的时间域值；根据所述时间域值与弹性波在富水软弱地层内传播的速度确定富水软弱地层的真实厚度。
[0023]进一步，所述富水软弱地层网格拟合平面通过Voronoi三角网插值获得。
[0024]进一步，所述在确定所述真实厚度之前还包括，将位于网格线交点处的所述原始数据点进行坐标变换，对经坐标变换后的所述原始数据点做法线，所述法线与富水软弱地层的底界面相交，根据所述法线与富水软弱地层的底界面的交点确定富水软弱地层的顶界面与底界面之间的所述真实厚度，其中，所述法线的法向量的确定方法包括：
[0025]获取所述富水软弱地层网格拟合平面的富水软弱地层界面三维空间数字模型后，通过双三次拟合差分方法的离散法线沿x轴的自左而右的方向，以及沿y轴的自上而下的方向求取三维空间上的顶界面上的所述原始数据点的所述法向量。
[0026]进一步，所述在根据网格线的交线确定富水软弱地层的顶界面与底界面之间的所述真实厚度之前还包括以下步骤：
[0027]所述交线与富水软弱地层的底界面具有第一交点，以底界面与顶界面具有相同横坐标的点作为初始搜索点，从所述初始搜索点开始，按预设的步长沿着底界面与所述交线的距离逐渐减小的方向依次搜索，当搜索点与所述交线的距离小于第一预设值时，该搜索点记为所述第一交点，此时，停止搜索，并确定所述第一交点与所述交线相对应的所述原始数据点的所述时间域值，根据所述时间域值与所述弹性波在富水软弱地层内传播的速度确定所述真实厚度。
[0028]进一步，所述对富水软弱地层基坑的风险进行评估方法如下：
[0029]1)采集若干类富水软弱地层基坑监测数据；对监测数据进行校准处理；按隶属关系设置若干级风险评价指标及隶属权重，所述的若干类富水软弱地层基坑监测数据作为最低一级的风险评价指标；
[0030]2)划分若干个风险等级以及每个风险等级对应的隶属度函数；根据隶属度函数，计算每类富水软弱地层基坑监测数据对于各个风险等级的风险隶属度；
[0031]3)根据风险隶属度和隶属权重，通过加权计算，获得其余风险评价指标对于各个风险等级的风险隶属度分布，根据风险隶属度大小对风险评价指标的风险等级进行评估。
[0032]进一步，所述设置四级风险评价指标；
[0033]一级指标包括富水软弱地层基坑整体指标；
[0034]隶属于富水软弱地层基坑整体指标的二级指标包括富水软弱地层基坑本体指标和周边环境指标；
[0035]隶属于富水软弱地层基坑本体指标的三级指标包括地墙测斜、支撑轴力、立柱隆沉和地下水位，隶属于周边环境指标的三级指标包括地表沉降、建筑沉降和管线沉降；
[0036]隶属于每个三级指标的四级指标包括该三级指标的累计变形指标和/或变形速率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富水软弱地层的工程特性评价方法，其特征在于，所述富水软弱地层的工程特性评价方法包括以下步骤：步骤一，通过遥感探测器获取目标富水软弱地层遥感影像；对目标富水软弱地层遥感影像进行去噪增强处理；所述对目标富水软弱地层遥感影像进行去噪增强处理方法：基于预设的不同方向的滤波器掩模提取每个目标富水软弱地层遥感影像像素在不同方向上的统计值，并将每个目标富水软弱地层遥感影像像素在不同方向上的统计值中的最小值作为对应目标富水软弱地层遥感影像像素的特征值；针对每个方向的滤波器掩模，将当前方向的滤波器掩模逐目标富水软弱地层遥感影像像素地在待去噪目标富水软弱地层遥感影像上移动，并根据当前方向的滤波器掩模移动的位置提取对应目标富水软弱地层遥感影像像素在当前方向上的统计值；根据每个目标富水软弱地层遥感影像像素的特征值确定出与每个目标富水软弱地层遥感影像像素对应的参数；针对每个方向的滤波器掩模，根据与每个目标富水软弱地层遥感影像像素对应的参数和当前方向的滤波器掩模的坐标计算出当前方向的滤波器掩模在每个目标富水软弱地层遥感影像像素上的权重；针对每个方向的滤波器掩模，在每个目标富水软弱地层遥感影像像素上为当前方向的滤波器掩模设置对应的权重，并根据设置的权重计算对应目标富水软弱地层遥感影像像素在当前方向上的加权统计值；根据所有目标富水软弱地层遥感影像像素在每个方向上的加权方差设置所有目标富水软弱地层遥感影像像素在对应方向上的加权均值的权重；根据计算出的加权均值之和去除待去噪目标富水软弱地层遥感影像的噪声，以得到去噪后的目标富水软弱地层遥感影像；步骤二，根据目标富水软弱地层遥感影像对富水软弱地层进行结构特征分析；步骤三，在目标富水软弱地层清除场地表面的填沙，直至软土层，将软土层表面抹平，并竖直安置直径为0.6m的PVC管，将沙土填充会原位使整个PVC管管竖直固定；PVC管连接探测器；步骤四，通过探测器向目标富水软弱地层发射测量信号；测量发射的测量信号经目标富水软弱地层反射得到的反射信号；确定富水软弱地层厚度；步骤五，根据测量信号对富水软弱地层的工程特性进行评价；并对富水软弱地层基坑的风险进行评估。2.如权利要求1所述富水软弱地层的工程特性评价方法，其特征在于，所述确定富水软弱地层厚度方法如下：(1)获取富水软弱地层的原始数据点，将所述原始数据点进行平面拟合得到富水软弱地层拟合平面；通过插值拟合将富水软弱地层拟合平面进行网格化得到具有网格的富水软弱地层网格拟合平面；(2)通过所述原始数据点与所述富水软弱地层网格拟合平面确定所述原始数据点对应的第一插值在富水软弱地层深度方向上的绝对差值，对于所述绝对差值处于置信区间以外的原始数据点进行处理并重新进行插值计算；(3)通过双三次拟合差分方法，确定所述富水软弱地层网格拟合平面上的并位于网格
线交点处的点的切面的法向量；根据所述法向量获得富水软弱地层的顶界面与底界面之间的时间域值；根据所述时间域值与弹性波在富水软弱地层内传播的速度确定富水软弱地层的真实厚度。3.如权利要求2所述富水软弱地层的工程特性评价方法，其特征在于，所述富水软弱地层网格拟合平面通过Voronoi三角网插值获得。4.如权利要求2所述富水软弱地层的工程特性评价方法，其特征在于，所述在确定所述真实厚度之前还包括，将位于网格线交点处的所述原始数据点进行坐标变换，对经坐标变换后的所述原始数据点做法线，所述法线与富水软弱地...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阿龙，李现朋，陈慧超，陈建党，魏晨亮，李旭杰，马瑞升，梁广胜，何列，陈杰华，林珊，阮艳妹，李恩雷，董锋利，张强，张万洲，桂斌，袁庆典，吕建兵，刘冰枝，袁炳祥，卢鉴钧，冯力，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司中铁隧道股份有限公司广州地铁集团有限公司广东工业大学，
类型：发明
国别省市：