【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数据测量、地质工程，具体涉及一种激光式沉渣厚度测量方法及系统。
技术介绍
1、在灌注桩的钻孔过程中，泥浆沉渣的累积会影响工程质量和安全；传统的沉渣厚度测量方法，如使用尺子或声波测距技术，存在着准确性低和环境适应性低的缺点，由于地质状况不同，在复杂地质条件下可能会出现钻孔底部的泥浆沉渣分布不均匀，从而导致传统的沉渣厚度测量方法得到的结果不够精确，致使延缓后续的灌注桩施工和降低钻孔的质量；为了提高沉渣厚度测量的精确度，现有技术通常采用激光测距仪或者三维激光扫描技术和声波测距技术觉和对沉渣厚度进行精确测量，通过激光测距仪或者三维激光扫描技术测量从钻孔顶部到底部的总深度，再利用声波测距技术确定泥浆沉渣底部位置，最后获得沉渣厚度；两者结合的方法有效提高了沉渣厚度测量的精确度，但是在实际应用过程中，泥浆浑浊度存在不确定性，尤其在泥浆浑浊度高的情况下，因为激光测距仪或者三维激光扫描技术的激光束是与测量物体之间作用的，如果激光测距仪或者三维激光扫描技术使用的激光束的波长恰好能被相应透明度和浑浊度的泥浆所吸收或者散射，即激光功率和波长选择与沉渣本身光学性质的匹配性不足，从而导致激光测距仪或者三维激光扫描技术的测量激光束无法准确的到达泥浆沉渣的表面而是穿透泥浆沉渣，最后致使测量的精确性明显下降；因此亟须一种激光式沉渣厚度测量方法的来保证沉渣厚度测量数据的稳定性和精确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种激光式沉渣厚度测量方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供一种激光式沉渣厚度测量方法，所述方法包括以下步骤：
3、s100，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪；
4、s200，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组；
5、s300，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度；
6、s400，利用泥浆偏析度对激光扫描仪测量数据进行预警。
7、进一步地，在步骤s100中，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪的方法是：激光式沉渣厚度测量场景包括钻孔、泥浆沉渣、浊度计、塞氏盘、激光扫描仪以及采样器；其中激光扫描仪为激光三维扫描仪，用于构建钻孔的三维图像；采样器为沉积物采样器、抓斗式采样器、管式采样器或者泵吸式采样器中的一种，通过采样器获取泥浆沉渣的样本。
8、其中泥浆沉渣是一种由细小的颗粒组成的沉积物，它的主要成分通常包括黏土和细砂，其中黏土的粒径小于0.004毫米，细砂的粒径在0.0625至0.004毫米之间。
9、进一步地，在步骤s200中，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组的方法是：设定一个时段作为测量间隔fwds，fwds∈[30,120]秒，每隔fwds时长标记一个时刻作为测次，每个测次计算一次透浊征组：通过连续取样技术从采样器同时获取若干份等体积的泥浆沉渣并作为沉渣样本，对各个沉渣样本使用浊度计和塞氏盘分别测量获得泥浆浊度和泥浆透明度，其中泥浆浊度指的是沉渣样本的浊度，泥浆透明度指的是沉渣样本的透明度；将各个沉渣样本的泥浆透明度的算术平均值作为透性测值，将各个沉渣样本的浊度的极差值作为浊度距离，合并透性测值和浊度距离构建成二元组作为透浊征组。
10、进一步地，在步骤s300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间swds，设其取值范围为swds∈[3,7]分钟；把一个透浊征组下的透性测值与浊度距离的比值记为对应测次的透浊量，将swds时间段内各个测次下的透浊量构成序列记作透浊序列dtls，若一个元素为透浊序列的极大值则把该元素对应测次记为高浊型点，若一个元素为透浊序列的极小值则把该元素对应测次记为低浊型点；
11、将任一测次逆时间搜索获得的首个高浊型点和低浊型点分别作为该测次的高浊上溯点和低浊上溯点；把透浊序列中各高浊型点下透浊量的平均值与各低浊型点下透浊量的平均值作差，将所得差值与该序列的偏态系数的乘积记为浊偏量tbvd，以j1作为测次的序号，根据高浊型点和低浊型点计算获得透浊序列中第j1个测次的浆浊态征量tcsj1：tcsj1＝exp(htunsj1-dtls(j1))/exp(dtls(j1)-ltuns j1)；其中exp()代表以e为底的指数函数，hat和lat分别代表高浊型点和低浊型点的透浊量，dtls(j1)代表透浊序列中第j1个元素，htunsj1和ltuns j1分别代表第j1个测次的高浊上溯点和低浊上溯点；
12、将各个测次的浆浊态征量构建一个序列记为浆浊态序列tcsl，把该序列各元素的调和平均值记为浊征水平tev，将浆浊态序列中大于等于浊征水平的元素写入一个序列记作高偏浊征序列satl,根据透浊序列、浆浊态序列和高偏浊征序列计算当前测次的子泥浆偏析度smal，其计算方法为：
13、
14、其中，j2为累加变量，dtlspr代表当前测次的透浊量，即透浊序列中的首个元素；tcsl(j2)代表浆浊态序列中第j2个元素所属测次的浆浊态征量，satl(j2)代表高偏浊征序列中第j2个元素，nst代表高偏浊征序列中元素的数量，ds<>为极差函数。其中当前测次的透浊量即透浊序列中的首个元素，极差函数的返回结果为调用序列中最大值与最小值之差；
15、由于上述泥浆明析水平的计算依赖于浆浊态征量的数据波动，有效量化了沉渣样本反映的泥浆沉渣的浊度和透明度的浮动与当前激光扫描仪采用激光功率和波长选择之间匹配程度，但这种运算方式难以体现透性测值与浊度距离的内联性，进而对透浊量与浊度距离的数据跟随及动态变化定位不精确，使得下一步对透浊序列及浆浊态序列的数据进行分级筛选与计算存在孤立性的问题，难以全面考虑数据之间的二维关系，然而现有技术无法解决透浊量的对浊度距离的敏感度不足的问题，泥浆明析水平使用的适应场景更广，所以本专利技术提出了一个更优选的方案。
16、进一步地，在步骤s300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间swds，设其取值范围为swds∈[5,10]分钟；提取当前swds时间段内各个测次对应透性测值构成透性测值序列，设定一个变量作为回溯度cbl，cbl的取值范围为[10，20]个，以任一测次及其前cbl个测次作为其积厚分析区间mai；若任一测次无法获取其前cbl个测次，则该测次不具有积厚分析区间mai，即忽略透性测值序列末端数据；若一个测次无法构成积厚分析区间则将其忽略，即对后续计算忽略该测次；
17、在当前swds时段内，获得各透浊征组中分别提取透性测值和浊度距离，并分别构成透性测值序列mdtlpm和浊度距离序列mdtltd，将任一测次对应积厚分析区间内透性测值的平均值和极差分别记为该测次的回溯均度pev和回溯偏态tdm，当一个测次的透性测值积高于回溯均度则把该测次记为透险点，否则记为非透险点；分别将各透险点和各非透险点的透性测值写本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤S100中，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪的方法是：激光式沉渣厚度测量场景包括钻孔、泥浆沉渣、浊度计、塞氏盘、激光扫描仪以及采样器；其中激光扫描仪为激光三维扫描仪，用于构建钻孔的三维图像；采样器为沉积物采样器、抓斗式采样器、管式采样器或者泵吸式采样器中的一种，通过采样器获取泥浆沉渣的样本。
3.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤S200中，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组的方法是：设定一个时段作为测量间隔FWDS，FWDS∈[30,120]秒，每隔FWDS时长标记一个时刻作为测次，每个测次计算一次透浊征组：通过采样器同时获取若干份等体积的泥浆沉渣并作为沉渣样本，对各个沉渣样本使用浊度计和塞氏盘分别测量获得泥浆浊度和泥浆透明度，将各个沉渣样本的泥浆透明度的算术平均值作为透性测值，将各个沉渣样本的浊度的极差值作为浊度距离，合并透性测值和浊度距离构建成二元组作为透浊征组。<...
【技术特征摘要】
1.一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤s100中，布置激光式沉渣厚度测量场景，场景中包括激光扫描仪的方法是：激光式沉渣厚度测量场景包括钻孔、泥浆沉渣、浊度计、塞氏盘、激光扫描仪以及采样器；其中激光扫描仪为激光三维扫描仪，用于构建钻孔的三维图像；采样器为沉积物采样器、抓斗式采样器、管式采样器或者泵吸式采样器中的一种，通过采样器获取泥浆沉渣的样本。
3.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤s200中，从激光式沉渣厚度测量场景获得透浊征组的方法是：设定一个时段作为测量间隔fwds，fwds∈[30,120]秒，每隔fwds时长标记一个时刻作为测次，每个测次计算一次透浊征组：通过采样器同时获取若干份等体积的泥浆沉渣并作为沉渣样本，对各个沉渣样本使用浊度计和塞氏盘分别测量获得泥浆浊度和泥浆透明度，将各个沉渣样本的泥浆透明度的算术平均值作为透性测值，将各个沉渣样本的浊度的极差值作为浊度距离，合并透性测值和浊度距离构建成二元组作为透浊征组。
4.根据权利要求1所述的一种激光式沉渣厚度测量方法，其特征在于，在步骤s300中，根据透浊征组计算获得泥浆偏析度的方法是：设定一个时间段作为全析区间swds，设其取值范围为swds∈[3,7]分钟；把一个透浊征组下的透性测值与浊度距离的比值记为对应测次的透浊量，将swds时间段内各个测次下的透浊量构成序列记作透浊序列dtls，若一个元素为透浊序列的极大值则把该元素对应测次记为高浊型点，若一个元素为透浊序列的极小值则把该元素对应测次记为低浊型点；
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖广超，邓力，刘慧芬，廖锦文，陈俊宇，刘佳文，
申请(专利权)人：中煤江南建设发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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