地質(zhì)缺陷無損檢測系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)檢測領域，尤其涉及一種地質(zhì)缺陷無損檢測系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]為了土木建筑施工、市政交通施工更安全，施工計劃安排的更合理，通常會對施工區(qū)域以及附近的地質(zhì)情況進行檢測。尤其是在地鐵等具有盾構(gòu)區(qū)間類的施工中，在地鐵施工期間，針對路面與盾構(gòu)區(qū)間或車站頂層地質(zhì)體的缺陷(土質(zhì)松散、空洞、軟弱帶等)的檢測顯得尤為重要。良好的地質(zhì)檢測能夠獲知地質(zhì)情況，以便對地質(zhì)體缺陷及時處理，或者預防由于地質(zhì)缺陷造成的損失，從而提高施工過程中，以及施工完成后的安全、施工質(zhì)量。
[0003]目前，針對路面與盾構(gòu)區(qū)間或車站頂層地質(zhì)體的缺陷(土質(zhì)松散、空洞、軟弱帶等)的主要檢測方式為地質(zhì)雷達檢測方法，該地質(zhì)雷達檢測方法可以對隧道襯砌混凝土厚度、密實性、脫空等進行快速檢測，在隧道工程質(zhì)量檢測中得到廣泛的應用。
[0004]但是，上述地質(zhì)雷達檢測方法至少存在以下冋題:
[0005]在隧道工程質(zhì)量檢測中得到廣泛的應用但在從其檢測結(jié)果來看，針對缺陷尺寸的準確定位和形狀的辨別存在一定的困難；地質(zhì)雷達在檢測深度上也具有局限性。另外，該方案各個模塊之間通過很長的數(shù)據(jù)線連接，針對多層的地鐵結(jié)構(gòu)，幾何形狀多樣，需要許多的數(shù)據(jù)線，現(xiàn)場操作很不方便，還會由于連接線接觸不良、易斷及大量連線，造成信號傳輸質(zhì)量等問題，影響監(jiān)測的準確性。
[0006]總之，通過現(xiàn)有技術對路面與盾構(gòu)區(qū)間或車站頂層地質(zhì)體的缺陷進行檢測還不夠完善，所以迫切需要本領域技術人員解決的技術問題就在于，如何更便捷，更準確的對路面與盾構(gòu)區(qū)間或車站頂層地質(zhì)體的缺陷進行檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實施例提供了一種地質(zhì)缺陷無損檢測系統(tǒng)和方法，通過利用被檢測地質(zhì)體兩側(cè)設置的降水井，確定激勵點和接收節(jié)點，使得檢測更便捷、更準確。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案。
[0009]一種地質(zhì)缺陷無損檢測系統(tǒng)，在被檢測地質(zhì)體兩側(cè)分別設置第一降水井、第二降水井，所述系統(tǒng)包括:激勵裝置、接收裝置、定位系統(tǒng)和中央處理器；
[0010]所述的激勵裝置，安裝在所述第一降水井內(nèi)，用于發(fā)射第一定位信息給所述定位系統(tǒng)，同時發(fā)出第一彈性波給所述接收裝置以及第二彈性波給所述中央處理器；
[0011]所述的接收裝置，安裝在所述第二降水井內(nèi)，用于接收所述激勵裝置發(fā)出的第一彈性波，發(fā)出中繼電波給所述中央處理器，發(fā)射第二定位信息給所述定位系統(tǒng)；
[0012]所述的定位系統(tǒng)，用于接收所述第一定位信息、所述第二定位信息，根據(jù)所述第一定位信息產(chǎn)生第一位置信息，根據(jù)所述第二定位信息產(chǎn)生第二位置信息，將所述第一位置信息以及所述第二位置信息發(fā)送給所述中央處理器；
[0013]所述的中央處理器，用于接收所述第二彈性波、所述中繼電波、所述第一位置信息和所述第二位置信息，根據(jù)所述第二彈性波與所述中繼電波的接收時間，以及所述第一位置信息和所述第二位置信息生成彈性波CT圖，以便根據(jù)所述彈性波CT圖進行地質(zhì)缺陷的無損檢測。
[0014]優(yōu)選的，所述激勵裝置包括:
[0015]觸發(fā)裝置，用于產(chǎn)生彈性波；
[0016]控制組件，所述控制組件一端與所述觸發(fā)裝置連接，用于將所述觸發(fā)裝置懸掛安裝在所述第一降水井內(nèi)，所述控制組件的另一端置于所述第一降水井外；
[0017]觸發(fā)控制裝置，用于和所述觸發(fā)裝置進行連接，控制所述觸發(fā)裝置產(chǎn)生彈性波；
[0018]第一定位組件，用于發(fā)射所述第一定位信息給所述定位系統(tǒng)。
[0019]優(yōu)選的，所述控制組件包括刻度。
[0020]優(yōu)選的，所述接收裝置包括:
[0021]一個或多個彈性波接收節(jié)點塊，用于接收所述第一彈性波，并發(fā)出所述中繼電波給所述中央處理器；
[0022]彈性波接收節(jié)點塊固定件，所述彈性波接收節(jié)點塊均勻安裝在所述彈性波接收節(jié)點塊固定件上；所述彈性波接收節(jié)點塊固定件可移動安裝在所述第二降水井內(nèi)，所述彈性波接收節(jié)點塊固定件與所述第二降水井的密目網(wǎng)之間通過濾料填充；
[0023]第二定位組件，用于發(fā)射第二定位信息給所述定位系統(tǒng)。
[0024]優(yōu)選的，所述彈性波接收節(jié)點塊固定件為預制硬塑管件，所述彈性波接收節(jié)點塊均勻安裝在所述預制硬塑管件內(nèi)壁上，所述預制硬塑管件內(nèi)包括清水。
[0025]優(yōu)選的，所述第一降水井、所述第二降水井的上部和底部設置外接井筒，所述彈性波接收節(jié)點塊均勻分布在所述第二降水井非外接井筒部分的井孔內(nèi)。
[0026]優(yōu)選的，所述中央處理器與所述激勵裝置、所述接收裝置、所述定位系統(tǒng)通過無線連接，所述定位系統(tǒng)與所述激勵裝置、所述接收裝置通過無線連接。
[0027]優(yōu)選的，所述定位系統(tǒng)為AGPS定位系統(tǒng)。
[0028]優(yōu)選的，所述第一降水井與所述第二降水井的距離不低于10米，不超過25米。
[0029]一種地質(zhì)缺陷無損檢測方法，應用于權利要求1至9任一項所述的地質(zhì)缺陷無損檢測系統(tǒng)，所述方法包括:
[0030]通過激勵裝置在激勵點發(fā)出第一彈性波給接收裝置，發(fā)出第二彈性波給中央處理器，發(fā)射第一定位信息給定位系統(tǒng)；
[0031]通過所述接收裝置在接收點接收所述第一彈性波，發(fā)出中繼電波給所述中央處理器，發(fā)射第二定位信息給所述定位系統(tǒng)；
[0032]通過所述定位系統(tǒng)接收所述第一定位信息、所述第二定位信息，根據(jù)所述第一定位信息產(chǎn)生第一位置信息，根據(jù)所述第二定位信息產(chǎn)生第二位置信息，將所述第一位置信息以及所述第二位置信息發(fā)送給所述中央處理器；
[0033]通過所述中央處理器接收所述第二彈性波、所述中繼電波、所述第一位置信息和所述第二位置信息，根據(jù)所述第二彈性波與所述中繼電波的接收時間以及所述第一位置信息和所述第二位置信息生成彈性波CT圖，以便根據(jù)所述彈性波CT圖進行地質(zhì)缺陷無損檢測。
[0034]優(yōu)選的，所述接收點塊包括η個，所述根據(jù)接收所述第二彈性波與所述中繼電波的時間以及所述位置信息，生成彈性波CT圖，包括:
[0035]確定所述中央處理器接收所述第二彈性波的時間為t1;所述中央處理器接收所述第i個接收點塊發(fā)出的所述中繼電波的時間為ti;所述第一彈性波在所述濾料的傳播時間為t1;
[0036]所述第一彈性波在所述被檢測地質(zhì)體的傳播時間為t
[0037]t =
[0038]根據(jù)所述第一彈性波在所述被檢測地質(zhì)體的傳播時間t以及所述第一位置信息和所述第二位置信息生成彈性波CT圖。
[0039]優(yōu)選的，所述彈性波在所述濾料的傳播時間h根據(jù)所述濾料的長度、密度、和/或材質(zhì)確定，預存在所述中央處理器內(nèi)。
[0040]優(yōu)選的，通過控制組件控制所述激勵裝置的觸發(fā)裝置上下移動，使得激勵點位置發(fā)生改變；通過控制所述接收裝置的彈性波接收節(jié)點塊固定件上下移動，所述接收點塊位置發(fā)生改變，使得接收點位置發(fā)生改變；
[0041]通過控制激勵點和/或接收點位置，進行多次檢測。
[0042]由上述本發(fā)明的實施例提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例通過將彈性波CT (Computed Tomography,電子計算機斷層掃描)技術應用到地質(zhì)缺陷無損檢測中，同時，利用路面與盾構(gòu)區(qū)間或車站頂層地質(zhì)體附近的降水井，將地質(zhì)缺陷無損檢測系統(tǒng)的彈性波激勵裝置、以及接收裝置分別安裝在被檢測地質(zhì)體兩側(cè)的降水井內(nèi)進行地質(zhì)缺陷無損檢測，有效的解決了定位激勵點和接收節(jié)點的位置在確定時，需要耗費較長的時間的問題，使檢測更便捷；同時，本發(fā)明實施例采用AGPS(Assisted Global Posit1ning System，輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))系統(tǒng)進行定位，提高了位