基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法的制作方法

本发明涉及土壤土质监测，特别涉及一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法。

背景技术：

1、低含水率湿陷性土质通常指的是在较低含水率下，土壤具有湿陷性的特征，湿陷性土壤在排水条件改变时，容易产生收缩和膨胀，导致地基沉降和地表裂缝等问题，因此，在工程建设中对低含水率湿陷性土质改善尤为重要，其中，机场建设就是其中之一；

2、目前湿陷性土质的地基处理广泛采用强夯法，但是强夯法仅适用于含水率10％～22％的湿陷性地基土，对于低含水率湿陷性土质的处置则难以达到预期效果；

3、常规的地表洒水漫灌的增湿方式不仅用水量巨大，还容易造成不同深度的土层增湿后含水率差异较大、上下土层存在过干和过饱和两种极端情况的问题，因此需要制定有效且低成本的土体增湿方法来提高地基土的含水率，进而提升低含水率湿陷性土质的地基处理效果；

4、因此，本发明提供了一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，用以通过对机场地基的平整勘测数据进行解析，实现在机场地基平整时对机场地基中不同深度的土质进行土质采样，并对采样后的土质进行解析，实现对机场地基的土质参数进行全面有效的了解，从而便于确定机场地基中土质的含水率情况，其次，通过对土质参数进行解析，实现当需要对机场地基中的含水率改善时，根据土质参数对湿度改良方案进行准确有效的制定，并根据制定的湿度改良方案对机场地基进行增湿操作，改善了机场地基中含水率较低的情况，保障了机场地基的稳固性，最后，对机场地基的增湿结果进行复检，确保机场地基的增湿效果满足预期要求，有效解决了上下土层增湿效果不均的问题，避免增湿后不同深度的土层含水率出现过干或过饱和的情况，同时节约用水量，确保了机场地基的稳固。

2、本发明提供了一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，其特征在于，包括：

3、步骤1：获取对机场地基的平整勘测数据，并基于平整勘测数据判定机场地基平整时，对机场地基进行预设间隔深度的土质采样，确定机场地基的土质参数；

4、步骤2：对土质参数进行解析，确定对机场地基的湿度改良方案，并基于湿度改良方案对机场地基进行地基区块划分以及在每一地基区块中布设目标深度的均匀钻孔；

5、步骤3：基于湿度改良方案确定每一地基区块中的每孔注水量，并基于每孔注水量对每一地基区块流水灌溉量进行控制，且基于控制结果对机场地基进行增湿操作；

6、步骤4：当增湿完毕后，对机场地基进行土质参数复检，并当复检结果不满足预期要求时，基于土质参数复检结果对机场地基的湿度改良方案进行优化。

7、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，步骤1中，获取对机场地基的平整勘测数据，包括：

8、获取机场的预设规划图，并将预设规划图在机场地基进行实地范围映射，确定待建设机场对应的机场地基范围；

9、将机场地基范围进行区块拆分，并基于区块拆分结果控制飞行器分别对相应区块进行遥感成像，得到各区块的地面高程信息；

10、基于机场地基建设要求确定参考基准面，并对各区块的地面高程信息进行解析，确定各区块中机场地基表面点相对参考基准面的垂直高程值；

11、将各区块中同维度的机场地基表面点相对参考基准面的垂直高程值进行汇总，得到机场地基的平整勘测数据。

12、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，得到机场地基的平整勘测数据，包括：

13、获取机场地基的平整勘测数据，并基于平整勘测数据对机场地基中各机场地基表面点相对参考基准面的垂直高程值进行顺序关联，得到机场地基表面的高低起伏变化趋势；

14、基于机场地基表面的高低起伏变化趋势确定待平整地基表面点，并基于各区块中机场地基表面点相对参考基准面的垂直高程值确定各待平整地基表面点的修正值；

15、将待平整地基表面点以及对应的修正值在机场的预设规划图中相应位置进行标注显示。

16、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，步骤1中，基于平整勘测数据判定机场地基平整时，对机场地基进行预设间隔深度的土质采样，确定机场地基的土质参数，包括：

17、获取机场地基的平整勘测数据，并基于平整勘测数据确定机场地基的起伏特征，且基于起伏特征判定机场地基平整时，基于机场地基的地理分布特征确定对机场地基的土质采样点；

18、对土质样本采集任务进行读取，得到对机场地基中土质采样时的预设间隔深度，并基于预设间隔深度对同一土质采样点处不同深度的土质进行土质采集，得到不同深度的土质样本；

19、将不同深度的土质样本进行样本编号，并基于样本编号结果依次将不同深度的土质样本输入至预设土质分析仪进行分析，且对分析结果进行汇总，得到机场地基的土质参数。

20、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，得到机场地基的土质参数，包括：

21、获取得到的机场地基的土质参数，并对土质参数进行清洗，得到机场地基的有效土质表征参数；

22、基于样本表征属性确定每个土质采样点代表的机场地基范围区间，并基于土质采样点以及机场地基范围区间将机场地基进行范围划分，且基于土质采样点对相应机场地基范围区间进行身份标记；

23、提取有效土质参数的数据来源身份属性，并确定数据来源身份属性与身份标记之间的归属度，且基于归属度得到各机场地基范围区间对应的有效土质表征参数。

24、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，步骤2中，对土质参数进行解析，确定对机场地基的湿度改良方案，并基于湿度改良方案对机场地基进行地基区块划分以及在每一地基区块中布设目标深度的均匀钻孔，包括：

25、获取得到的土质参数，并基于土质分析指标对土质参数进行不同维度的成分参数提取，其中，成分参数包括土质类型、土壤颗粒组成以及土壤水分特性曲线；

26、基于不同维度的成分参数得到机场地基中不同机场地基范围区间中不同深度处的含水率，并对不同机场地基范围区间中不同深度处的含水率进行有向关联，得到机场地基中的含水率分布特征；

27、基于不同维度的成分参数以及含水率分布特征在计算机中对机场地基进行数字模拟，并基于数字模拟结果对机场地基所处的环境条件进行同步模拟，且基于同步模拟结果得到不同环境条件下机场地基中不同深度处的含水率变化趋势；

28、基于机场建设要求、机场地基中不同深度处的含水率变化趋势以及外界水分在土壤中的运动特性确定对机场地基中不同机场地基范围区间的土层增湿厚度；

29、基于外界水分在土壤中的扩散方向确定不同机场地基范围区间中相邻钻孔之间的空间距离，并基于空间距离得到每一机场地基范围区间的钻孔网络；

30、基于土层增湿厚度和每一机场地基范围区间的钻孔网络得到机场地基的湿度改良方案，并基于湿度改良方案在机场地基中进行地基区块划分标定；

31、基于地基区块划分标定根据钻孔网络对每一地基区块中的钻孔位置进行指引，并基于指引结果控制螺旋钻机根据土层增湿厚度在每一地基区块中布设目标深度的均匀钻孔。

32、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，步骤3中，基于湿度改良方案确定每一地基区块中的每孔注水量，包括：

33、获取得到的湿度改良方案，并基于湿度改良方案确定对机场地基的土层增湿厚度，且基于土层增湿厚度计算每一地基区块中的每孔注水量；

34、根据如下公式计算每一地基区块中的每孔注水量：

35、

36、其中，v表示每一地基区块中的每孔注水量；表示土层增湿厚度h的最优含水量的加权平均值；表示土层增湿厚度h内土质的天然含水量的加权平均值；l表示每一地基区块中钻孔的方格网距；h表示机场地基的土层增湿厚度；表示土层增湿厚度h内土质的天然干密度加权平均值，量纲为g/cm3；ρ表示水的密度值，且取值为1g/cm3。

37、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，步骤3中，基于每孔注水量对每一地基区块流水灌溉量进行控制，且基于控制结果对机场地基进行增湿操作，包括：

38、获取得到的每孔注水量，并基于每一地基区块内钻孔数量和每孔注水量确定对每一地基区块内的流水灌溉量；

39、基于水流速度以及每一地基区块内的流水灌溉量确定对每一地基区块内的供水时长，并基于每一地基区块内的供水时长制定异步控制策略；

40、基于异步控制策略控制每一地基区块内的流水灌溉量，并基于控制结果对机场地基进行增湿操作。

41、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，步骤4中，当增湿完毕后，对机场地基进行土质参数复检，并当复检结果不满足预期要求时，基于土质参数复检结果对机场地基的湿度改良方案进行优化，包括：

42、对机场地基中的每一轮增湿操作进行实时监测，并基于实时监测结果得到机场增湿的实时进度；

43、基于机场增湿的实时进度确定增湿完毕后，控制螺旋钻机对不同深度的土层含水率进行二次取样，并对二次取样得到的土质样本的土质参数进行复检，得到机场地基中不同深度的土质含水率的改变阈值；

44、基于预设土质质检指标构建评价体系，并基于评价体系对不同深度的土质含水率的改变阈值进行分析，确定机场地基当前的土质湿陷性等级；

45、若当前的土质湿陷性等级不满足预期要求时，基于复检结果确定不达标的地基区块以及不达标的深度范围内的土层，并基于不达标的地基区块以及不达标的深度范围内的土层确定待加密钻孔点的加密位置、钻孔的深度调整参数以及用水量的调整参数；

46、基于待加密钻孔点的加密位置、钻孔的深度调整参数以及用水量的调整参数对机场地基的湿度改良方案进行参数调整，完成对湿度改良方案的优化。

47、优选的，一种基于多传感数据的机场建设中低含水率湿陷性土质改善法，确定机场地基当前的土质湿陷性等级，包括：

48、获取得到的机场地基当前的土质湿陷性等级，并当当前的土质湿陷性等级满足预期要求时，基于机场建设全流程参数生成下一阶段的任务指令；

49、将任务指令传输至管理终端进行施工提醒，并当施工提醒后基于管理终端实时接收施工终端对机场地基的施工测试反馈数据；

50、基于施工测试反馈数据确定机场地基的实际施工效果，并当实际施工效果满足施工标准时，基于机场建设全流程参数生成机场建设操作提醒。

51、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

52、1.通过对机场地基的平整勘测数据进行解析，实现在机场地基平整时对机场地基中不同深度的土质进行土质采样，并对采样后的土质进行解析，实现对机场地基的土质参数进行全面有效的了解，从而便于确定机场地基中土质的含水率情况，其次，通过对土质参数进行解析，实现当需要对机场地基中的含水率改善时，根据土质参数对湿度改良方案进行准确有效的制定，并根据制定的湿度改良方案对机场地基进行增湿操作，改善了机场地基中含水率较低的情况，保障了机场地基的稳固性，最后，对机场地基的增湿结果进行复检，确保机场地基的增湿效果满足预期要求，有效解决了上下土层增湿效果不均的问题，避免增湿后不同深度的土层含水率出现过干或过饱和的情况，同时节约用水量，确保了机场地基的稳固。

53、2.通过对得到的土质参数进行不同维度的成分参数提取，并根据提取结果对机场地基的含水率进行准确有效的分析，实现对机场地中不同位置处的含水率分布特征进行准确有效的确定，其次，通过确定的土质参数以及含水率分布特征对机场地基以及机场地基所处的环境条件进行模拟分析，实现对机场地基在不同环境条件下的含水率变化趋势进行准确有效的确定，为确定机场地基的增湿策略提供了数据支撑，最后，通过机场建设要求以及外界水分在土壤中的运动特性实现对机场地基中不同机场地基范围区间的土层增湿厚度进行有效确定，同时，根据水分在土壤中的扩散方向实现对机场地基中不同地基范围区间内的相邻钻孔之间的空间距离进行准确有效的锁定，且将土层增湿厚度以及锁定的相邻钻孔之间的空间距离进行汇总，实现对湿度改良方案进行准确有效的制定，有效解决了上下土层增湿效果不均的问题，避免增湿后不同深度的土层含水率出现过干或过饱和的情况，同时节约用水量。

54、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

55、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。