岩土工程介质的信号处理方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及岩土工程检测技术领域，提供一种岩土工程介质信号处理方法、装置及系统，该方法通过获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，所述横波响应信号的冲击点位于测线方向上且与检测点相距设定距离，对所述同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理，对所述同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率，根据所述响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。本发明提供的岩土工程介质信号处理方法、装置及系统，能够简单、精确地检测岩土工程介质的密实度。
【专利说明】
岩土工程介质的信号处理方法、装置及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及岩土工程检测技术领域，尤其是涉及一种岩土工程介质信号处理方 法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 随着岩土工程的不断发展，混凝土被广泛应用于矿山井巷、交通隧道、水工隧洞及 各类岩土洞室等。目前，岩土工程结构的无损检测方法得到广泛应用，其检测数据的分析方 法与结构内钢筋分布、厚度分布、围岩类别、地下水、结构的基本物理、力学指标，地形地貌， 地质、构造等复杂介质分布有着密切的关系，对岩土工程内部空洞、裂缝的检测精度高。但 是，对于复杂岩土工程中的软夹层岩土工程，如沉管隧道灌浆、灌砂监测，目前存在的检测 方法还不够准确。
[0003] 虽然，冲击映像方法作为岩土工程领域新近出现的一种无损检测方法，能对混凝 土结构物内部裂缝等缺陷进行快速有效的检测，得到越来越广泛的应用，在分析软夹层岩 土工程时，多采用纵波进行分析，对密实度不同的地方，采用纵波难以获得较高的分辨率， 且容易受到介质的饱水度的影响。
[0004] 如何简单、精确地检测岩土工程介质的密实度，是本领域技术人员亟需解决的问 题。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种岩土工程介质信号处理方法、装置及系统，能够简单、精确地 检测岩土工程介质的密实度。
[0006] 第一方面，本发明提供一种岩土工程介质的信号处理方法，其具体说明如下：
[0007] 本发明提供一种岩土工程介质的信号处理方法，具体步骤如下：
[0008] 获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，横波响应信号的冲击 点位于测线方向上且与检测点相距设定距离；
[0009] 对同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理；
[0010] 对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得 各个检测点的响应能量的减小倍率；
[0011]根据响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。
[0012] 进一步地，对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量 处理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率具体包括:针对同一测线上各个检测点的去 噪处理后的瞬时振幅值，计算瞬时振幅值的绝对值的平均值，获取各个检测点的响应能量， 根据各检测点的响应能量和预设响应能量，获得各个检测点的响应能量的减小倍率。
[0013] 基于上述任意岩土工程介质的信号处理方法实施例，进一步地，在获取横波响应 信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值之前，该方法还包括：
[0014] 获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形；
[0015] 将横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形进行模数转换，形成横波响应信 号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值。
[0016] 进一步地，在测线为多个，获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形之 前，该方法还包括:获取冲击点与检测点在同一测线上的横波响应信号在该测线上各个检 测点的波形，以及冲击点位于不同测线上的横波响应信号在所述测线上各个检测点的波 形；
[0017] 获取各个检测点的坐标位置，根据各个检测点的坐标位置和所述冲击点所在的测 线的位置，确定横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，该横波响应信号的冲击点 位于同一测线方向上。
[0018] 进一步地，密实度与响应能量的减小倍率符合递减型指数关系。
[0019] 本发明提供的岩土工程介质的信号处理方法，采用横波进行检测工程介质的密实 度的变化，横波的传播速度较低，波长较短，不受地下水的影响，分辨率较高，在获得横波响 应信号的瞬时振幅值之后，对检测数据依次进行去噪处理和响应能量处理，去除检测现场 的噪声和干扰，提高计算的准确性，获得各个检测点的响应能量的减小倍率，由预知的响应 能量的减小倍率与密实度的拟合关系，即可获得各个检测点的密实度，操作简单，便于施 工，数据处理效率较高，检测结果准确可靠。
[0020] 第二方面，本发明提供一种岩土工程介质的信号处理装置，其具体说明如下：
[0021] 本发明提供一种岩土工程介质的信号处理装置，该岩土工程介质的信号处理装置 包括幅值获取模块、去噪处理模块、能量处理模块和密实度获取模块，幅值获取模块用于获 取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，横波响应信号的冲击点位于测线 方向上且与检测点相距设定距离，去噪处理模块用于对同一测线上各个检测点的瞬时振幅 值进行去噪处理，能量处理模块用于对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅 值，进行响应能量处理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率，密实度获取模块用于根据 响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。
[0022] 进一步地，能量处理模块具体用于：针对同一测线上各个检测点的去噪处理后的 瞬时振幅值，计算瞬时振幅值的绝对值的平均值，获取各个检测点的响应能量，根据各检测 点的响应能量和预设响应能量，获得各个检测点的响应能量的减小倍率。
[0023] 基于上述任意岩土工程介质的信号处理装置实施例，进一步地，该岩土工程介质 的信号处理装置还包括预处理模块，预处理模块用于获取横波响应信号在同一测线上各个 检测点的波形;将横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形进行模数转换，形成横波 响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值。
[0024] 进一步地，在测线为多个时，预处理模块还用于:获取冲击点与检测点在同一测线 上的横波响应信号在该测线上各个检测点的波形，以及冲击点位于不同测线上的横波响应 信号在测线上各个检测点的波形;获取各个检测点的坐标位置，根据各个检测点的坐标位 置和冲击点所在的测线的位置，确定横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，该横 波响应信号的冲击点位于同一测线方向上。
[0025]本发明提供的岩土工程介质的信号处理装置，采用幅值获取模块接收横波响应信 号的瞬时振幅值，再依次采用去噪处理模块和能量处理模块，对获得的瞬时振幅值进行处 理，去除检测现场的噪声和干扰，提高计算的准确性，获得各个检测点的响应能量的减小倍 率，根据预知的响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，确定各个检测点的密实度。采用 横波检测岩土工程介质的密实度，横波的传播速度较低，波长较短，不受地下水的影响，分 辨率较高。在检测各个检测点的密实度时，采用该岩土工程介质的信号处理装置，操作简 单，便于施工，且检测结果准确可靠。
[0026]第三方面，本发明提供一种岩土工程介质的信号处理系统，其具体说明如下：
[0027]本发明提供一种岩土工程介质的信号处理系统，该系统包括至少一个位于测线上 的横波检波器，模数转换装置，以及处理器，横波检波器用于检测敲击激发装置在检测点的 横波响应信号的波形，模数转换装置用于将横波检波器检测的横波响应信号的波形转换为 横波响应信号在各个检测点的瞬时振幅值，处理器用于根据各个检测点的坐标位置和各个 检测点的横波响应信号的波形，获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅 值，所述横波响应信号的冲击点位于测线方向上且与检测点相距设定距离;对所述同一测 线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理;对所述同一测线上各个检测点的去噪处理后 的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率;根据所述响应 能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。
[0028]本发明提供的岩土工程介质的信号处理系统，根据横波信号在密实度不同的岩土 工程介质中传播特性的差异，采用横波检波器检测横波响应信号的波形，模数转换装置将 检测到的模拟信号转换为数据信号，提高处理器的处理效率，处理器对检测数据进行去噪 处理、响应能量处理，去除检测现场的噪声和干扰，提高计算的准确性，获得各个检测点的 响应能量的减小倍率，进而获得各个检测点的密实度。该岩土工程介质的信号处理系统操 作简单，便于施工，且处理横波信号的检测数据，计算结果准确可靠。
[0029]因此，本发明提供的岩土工程介质的信号处理方法、装置及系统，能够简单、精确 地检测岩土工程介质的密实度。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明提供的第一个岩土工程介质的信号处理方法流程图；
[0031] 图2本发明提供的岩土工程介质的信号处理装置示意图；
[0032] 图3a~图3g本发明提供的各工况输出波形图；
[0033] 图4本发明提供的部分工况输出的响应能量图。
【具体实施方式】
[0034] 下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是 用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
[0035]第一方面，本实施例提供一种岩土工程介质的信号处理方法，其具体说明如下： [0036]本实施例提供一种岩土工程介质的信号处理方法，结合图1，具体步骤如下：
[0037] 步骤S11，获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，横波响应信 号的冲击点位于测线方向上且与检测点相距设定距离；
[0038] 步骤S12,对同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理；
[0039] 步骤S13,对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处 理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率；
[0040] 步骤S14,根据响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实 度。
[0041] 本实施例提供的岩土工程介质的信号处理方法，采用横波进行检测工程介质的密 实度的变化，横波的传播速度较低，波长较短，不受地下水的影响，分辨率较高，在获得横波 响应信号的瞬时振幅值之后，对检测数据依次进行去噪处理和响应能量处理，去除检测现 场的噪声和干扰，提高计算的准确性，获得各个检测点的响应能量的减小倍率，由预知的响 应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，即可获得各个检测点的密实度，操作简单，便于施 工，检测结果准确可靠。
[0042] 为了快速获得响应能量与密实度的对应关系，本实施例岩土工程介质的信号处理 方法，采用密实度与响应能量之间的拟合关系，确定各个检测点的密实度。横波在密实度不 同的界面，会有较强的反射，由实验数据可知，密实度与响应能量的减小倍率符合递减型指 数关系。根据具体计算公式和各个检测点的响应能量的减小倍率，即可获得各检测点的密 实度。优选地，对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理， 获得各个检测点的响应能量的减小倍率具体包括:针对同一测线上各个检测点的去噪处理 后的瞬时振幅值，计算瞬时振幅值的绝对值的平均值，获取各个检测点的响应能量，根据各 检测点的响应能量和预设响应能量，获得各个检测点的响应能量的减小倍率。根据获得的 各个检测点的横波的瞬时振幅值，针对每一个检测点计算该点的横波的响应能量。该方法 还能够根据同一测线上各个检测点的实际位置，以各个检测点距离震源产生点的间隔距离 为横坐标，以各检测点的波形的响应能量为纵坐标，形成响应能量剖面。工作人员可以更直 观获取各个检测点的振幅变化。将各个检测点的响应能量除以预设响应能量，得到各个检 测点的响应能量的减小倍率。其中，预设响应能量为相同条件下密实度无变化的工程介质 接收的响应能量。
[0043]为了进一步提高数据处理效率，本实施例岩土工程介质的信号处理方法，优选地， 在获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值之前，该方法还包括获取横波 响应信号在同一测线上各个检测点的波形;将横波响应信号在同一测线上各个检测点的波 形进行模数转换，形成横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值。
[0044]在测线为多个时，为获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，本实施 例岩土工程介质的信号处理方法，获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形之前 还包括:获取冲击点与检测点在同一测线上的横波响应信号在该测线上各个检测点的波 形，以及冲击点位于不同测线上的横波响应信号在测线上各个检测点的波形;获取各个检 测点的坐标位置，根据各个检测点的坐标位置和冲击点所在的测线的位置，确定横波响应 信号在同一测线上各个检测点的波形，该横波响应信号的冲击点位于同一测线方向上。具 体地，在现场实际检测时，采用24个横波检波器，以4X6的方式排列，横波检波器间距均为 0.2m。横波检波器使用固有频率100Hz的动圈式垂直分量速度型横波检波器，底板为三点耦 合式，激发装置采用质量250g的金属锤子，激发点离最近的横波检波器之间的距离约2m，激 发时用锤子在垂直于混凝土表面方向击打轨道板表面。激发位于第一测线的激发装置，在 采集完第一组数据后，激发位于第二测线的激发装置，在采集完第二组数据，直至四条测线 均采集完成。移动横波检波器距离〇.2m，重复上述步骤，直至四个测线的每一整条测线测量 完毕。每敲击一次混凝土，各个横波检波器均能够检测到横波响应信号。根据敲击点所在测 线的位置，以及各个检测点的坐标位置，确定同一测线上各个检测点的横波响应信号的波 形，并把重合坐标位置的叠加获取平均值。方便工作人员在检测现场施工，同时也为后续计 算提供有效数据支持，提高计算处理效率，降低数据冗余。
[0045]第二方面，本实施例提供一种岩土工程介质的信号处理装置，其具体说明如下： [0046]本实施例提供一种岩土工程介质的信号处理装置，结合图2,该岩土工程介质的信 号处理装置包括幅值获取模块、去噪处理模块、能量处理模块和密实度获取模块，幅值获取 模块用于获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，横波响应信号的冲击 点位于测线方向上且与检测点相距设定距离，去噪处理模块用于对同一测线上各个检测点 的瞬时振幅值进行去噪处理，能量处理模块用于对同一测线上各个检测点的去噪处理后的 瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率，密实度获取模块 用于根据响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。
[0047]本实施例提供的岩土工程介质的信号处理装置，采用幅值获取模块接收横波响应 信号的瞬时振幅值，再依次采用去噪处理模块和能量处理模块，对获得的瞬时振幅值进行 处理，去除检测现场的噪声和干扰，提高计算的准确性，获得各个检测点的响应能量的减小 倍率，根据预知的响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，确定各个检测点的密实度。采 用横波检测岩土工程介质的密实度，横波的传播速度较低，波长较短，不受地下水的影响， 分辨率较高。在检测各个检测点的密实度时，采用该岩土工程介质的信号处理装置，操作简 单，便于施工，且检测结果准确可靠。
[0048]为了快速获得响应能量与密实度的对应关系，本实施例岩土工程介质的信号处理 装置采用密实度与响应能量之间的拟合关系，确定各个检测点的密实度。横波在密实度不 同的界面，会有较强的反射，密实度与响应能量的减小倍率符合递减型指数关系。为了快速 获得各个检测点的响应能量的减小倍率，能量处理模块具体用于:针对同一测线上各个检 测点的去噪处理后的瞬时振幅值，计算瞬时振幅值的绝对值的平均值，获取各个检测点的 响应能量，根据各检测点的响应能量和预设响应能量，获得各个检测点的响应能量的减小 倍率。其中，预设响应能量为相同条件下密实度无变化的工程介质接收的响应能量。能量处 理模块还能够根据获得的各个检测点的横波的瞬时振幅值，针对每一个检测点计算该点的 横波的响应能量。该模块还能够根据同一测线上各个检测点的实际位置，以各个检测点距 离震源产生点的间隔距离为横坐标，以各检测点的波形的响应能量为纵坐标，形成响应能 量剖面。工作人员可以更直观获取各个检测点的振幅变化。能量处理模块将各个检测点的 响应能量除以预设响应能量，得到各个检测点的响应能量的减小倍率。其中，预设响应能量 为相同条件下密实度无变化的工程介质接收的响应能量。
[0049]为了进一步提高数据处理效率，基于上述任意岩土工程介质的信号处理装置实施 例，优选地，该岩土工程介质的信号处理装置还包括预处理模块，预处理模块用于获取横波 响应信号在同一测线上各个检测点的波形;将横波响应信号在同一测线上各个检测点的波 形进行模数转换，形成横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值。采用该预处 理模块能够降低计算数据量，提高处理效率。
[0050]在测线为多个时，每激发一次冲击点，各个检测点均会接收到横波响应信号，并检 测到波形，为获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，且该横波响应信号的冲 击点也位于该测线上，预处理模块还用于：获取冲击点与检测点在同一测线上的横波响应 信号在该测线上各个检测点的波形，以及冲击点位于不同测线上的横波响应信号在测线上 各个检测点的波形;获取各个检测点的坐标位置，根据各个检测点的坐标位置和冲击点所 在的测线的位置，确定横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，该横波响应信号的 冲击点位于同一测线方向上。
[0051] 第三方面，本实施例提供一种岩土工程介质的信号处理系统，其具体说明如下：
[0052] 本实施例提供一种岩土工程介质的信号处理系统，该系统包括至少一个位于测线 上的横波检波器，模数转换装置以及处理器，至少一个位于测线上的横波检波器，用于检测 敲击激发装置在检测点的横波响应信号的波形，模数转换装置用于将横波检波器检测的横 波响应信号的波形转换为横波响应信号在各个检测点的瞬时振幅值，处理器用于根据各个 检测点的坐标位置和各个检测点的横波响应信号的波形，获取横波响应信号在同一测线上 各个检测点的瞬时振幅值，所述横波响应信号的冲击点位于测线方向上且与检测点相距设 定距离;对所述同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理;对所述同一测线上各 个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得各个检测点的响应能量的 减小倍率;根据所述响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。 [0053]本实施例岩土工程介质的信号处理系统，根据横波信号在密实度不同的岩土工程 介质中传播特性的差异，采用横波检波器检测横波响应信号的波形，模数转换装置将检测 到的模拟信号转换为数据信号，提高处理器的处理效率，处理器对检测数据进行去噪处理、 响应能量处理，去除检测现场的噪声和干扰，提高计算的准确性，获得各个检测点的响应能 量的减小倍率，进而获得各个检测点的密实度。该岩土工程介质的信号处理系统操作简单， 便于施工，且处理横波信号的检测数据，计算结果准确可靠。
[0054]为了便于实际工程应用，在本实施例岩土工程介质的信号处理系统中，激发装置 包括铁锭与锤，采用锤侧击铁锭，更容易产生横波，铁锭一般情况下为矩形或椭圆形，重量 在20公斤以上，保持四面光滑平整，与地面充分耦合。横波检波器为单分量检波器，采用速 度型传感器进行检测，内部线圈为横向布置，横波检波器还设有与地面连接的不锈钢装置， 由四个螺钉与地面连接，加强稳定性。模数转换装置采用数字地震仪，具体检测过程如下： [0055]第一，在测线上放置横波检波器，在一定位置放置铁锭，用锤侧敲铁锭产生横波， 同时用模数转换装置将横波检波器检测到的横波信号，收集到的横波输出至电脑，得到一 组检测数据；
[0056]第二，将横波检波器与激发装置沿测线平行移动相同距离，再按照第一步同样方 法得到第二组数据；
[0057]第三，重复第一步、第二步动作，直到采集到整条测线的检测数据；
[0058]第四，将采集到的所有检测数据进行预处理、波形处理、响应能量处理，并把波形 处理结果按照实际位置坐标做成波形剖面，把响应能量处理结果按照实际位置坐标做成响 应能量剖面，根据响应能量的变化，获取混凝土内部的变化情况。
[0059]其中，本实施例岩土工程介质的信号处理系统，采用横波进行密实度检测，横波由 剪切作用产生，在气体和液体中，介质剪切模量为零，不能传播横波，因此，横波只能在固体 介质中传播。根据波动理论可知，弹性介质中纵波和横波的传播速度可分别表示为：
[0062] 其中，VP为纵波的传播速度，Vs为横波的传播速度，E为岩土工程介质的弹性模量，μ 为岩土工程介质的剪切模量，ν为岩土工程介质的泊松比，Ρ为岩土工程介质的密度，
[0063] 进而可知纵、横波的传播速度的比为：
[0064]因为，岩土工程介质的泊松比的取值范围为0~0.5，所以，VP/VS > 2，一般对于松散 介质，纵、横波速比往往介于1.6~3.3,因此，二者在相近频率的情况下，横波分辨率要比纵 波提高数倍。另外，纵波速度对介质的饱水度比较敏感，而横波速度则不受此影响，因而，本 实施例岩土工程介质的信号处理系统采用横波在检测密实度时更具有优势。
[0065]为了研究横波在密实度不同的介质中的传播特性以及找出响应能量与密实度的 相关性，根据《凝土结构设计规范》，采用软夹层进行实验，其中，工况1的变化层为混凝土， 工况2-5为变化层为不同密实度的砂垫层，工况7为变化层为水，用饱和土来代替，用来模拟 灌砂前的状态。各工况的参数如表1所示。
[0066] 表1各工况的参数
[0068] 相同震源激励情况下分别计算七种工况横波传播特征。工况1时，横波可以有效的 传播下去，工况7时，横波在置换层界面无法传播且有较强的反射，工况2-6时，随着密实度 的减小，横波在置换层界面的反射越强，越不容易传播至下一层。如图3a~g所示，将七种工 况时输出的速度响应波形进行罗列，可以看到，输出波形走时、波形形态基本一致，且波形 响应具有增幅趋势，可以认为，当混凝土中间的置换层材料物理力学性质与混凝土接近时， 介质界面不明显，增幅响应很小。当混凝土中间存在松软介质时，形成明显的介质界面，界 面处产生较强烈的折射和反射，速度响应增幅效应显著。可以看到除工况1外，其余工况都 有小的波形，主要是因为置换层不是混凝土时，在介质界面产生反射导致的。
[0069] 工况2-6的输出波形的响应能量，如图4所示，可见横波法对砂垫层的密实度是敏 感的，随着置换层相对密实度的增加，响应能量逐渐减小。
[0070] 尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的 条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于实施方案，而归于权利要求 的范围，其包括每个因素的等同替换。
【主权项】
1. 一种岩土工程介质的信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤： 获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，所述横波响应信号的冲击 点位于所述测线方向上且与检测点相距设定距离； 对所述同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理； 对所述同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得 各个检测点的响应能量的减小倍率； 根据所述响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检测点的密实度。2. 根据权利要求1所述岩土工程介质的信号处理方法，其特征在于， 所述对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得 各个检测点的响应能量的减小倍率，具体包括： 针对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，计算所述瞬时振幅值的绝对 值的平均值，获取各个检测点的响应能量，根据各检测点的响应能量和预设响应能量，获得 各个检测点的响应能量的减小倍率。3. 根据权利要求1所述岩土工程介质的信号处理方法，其特征在于， 在获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值之前，该方法还包括： 获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形； 将横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形进行模数转换，形成所述横波响应信 号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值。4. 根据权利要求3所述岩土工程介质的信号处理方法，其特征在于， 在测线为多个，获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形之前，该方法还包 括： 获取冲击点与检测点在同一测线上的横波响应信号在该测线上各个检测点的波形，以 及 冲击点位于不同测线上的横波响应信号在所述测线上各个检测点的波形； 获取各个检测点的坐标位置，根据各个检测点的坐标位置和所述冲击点所在的测线的 位置，确定横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，该横波响应信号的冲击点位于 同一测线方向上。5. 根据权利要求1所述岩土工程介质的信号处理方法，其特征在于， 所述密实度与所述响应能量的减小倍率符合递减型指数关系。6. -种岩土工程介质的信号处理装置，其特征在于，包括： 幅值获取模块，用于获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，所述 横波响应信号的冲击点位于测线方向上且与检测点相距设定距离； 去噪处理模块，用于对所述同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪处理； 能量处理模块，用于对所述同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行 响应能量处理，获得各个检测点的响应能量的减小倍率； 密实度获取模块，用于根据所述响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系，获得各检 测点的密实度。7. 根据权利要求6所述岩土工程介质的信号处理装置，其特征在于， 所述能量处理模块具体用于：针对同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅 值， 计算所述瞬时振幅值的绝对值的平均值，获取各个检测点的响应能量，根据各检测点 的响应能量和预设响应能量，获得各个检测点的响应能量的减小倍率。8. 根据权利要求6所述岩土工程介质的信号处理装置，其特征在于，还包括： 预处理模块，用于获取横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形;将横波响应信 号在同一测线上各个检测点的波形进行模数转换，形成所述横波响应信号在同一测线上各 个检测点的瞬时振幅值。9. 根据权利要求8所述岩土工程介质的信号处理装置，其特征在于， 在测线为多个时，所述预处理模块还用于:获取冲击点与检测点在同一测线上的横波 响应信号在该测线上各个检测点的波形，以及冲击点位于不同测线上的横波响应信号在所 述测线上各个检测点的波形;获取各个检测点的坐标位置，根据各个检测点的坐标位置和 所述冲击点所在的测线的位置，确定横波响应信号在同一测线上各个检测点的波形，该横 波响应信号的冲击点位于同一测线方向上。10. -种岩土工程介质的信号处理系统，其特征在于，包括： 至少一个位于测线上的横波检波器，用于检测敲击激发装置在检测点的横波响应信号 的波形， 模数转换装置，用于将横波检波器检测的横波响应信号的波形转换为横波响应信号在 各个检测点的瞬时振幅值，以及， 处理器，用于根据各个检测点的坐标位置和各个检测点的横波响应信号的波形，获取 横波响应信号在同一测线上各个检测点的瞬时振幅值，所述横波响应信号的冲击点位于测 线方向上且与检测点相距设定距离;对所述同一测线上各个检测点的瞬时振幅值进行去噪 处理;对所述同一测线上各个检测点的去噪处理后的瞬时振幅值，进行响应能量处理，获得 各个检测点的响应能量的减小倍率;根据所述响应能量的减小倍率与密实度的拟合关系， 获得各检测点的密实度。
【文档编号】G01N33/38GK105866394SQ201610287160
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】彭冬, 冯少孔, 车爱兰, 徐超
【申请人】南通筑升土木工程科技有限责任公司