详情

原文传递一种土层接触面扰动剧烈程度检测方法及系统

专利名称：	一种土层接触面扰动剧烈程度检测方法及系统
摘要：	本发明公开了一种土层接触面扰动剧烈程度检测方法及系统。本发明方法对于不同土层接触面的扰动给出了三个评判依据，分别为：土颗粒的互嵌深度、土颗粒的破碎程度和土颗粒间的平移尺度；并对这三个评判依据分别给出各自的判定标准，通过综合分析三个评判依据的判定标准来制定土层接触面扰动评定等级，根据土层接触面扰动等级确定土层接触面扰动剧烈程度。由于本发明方法的判定条件不是单一的一个依据，而是通过对三个评判依据同时进行判定，每一个评判依据都有各自的判定标准且互不影响，最终通过综合三个判定标准的结果确定出土层接触面扰动评定等级，从而使得土层接触面扰动剧烈程度检测结果更加符合土层接触面的实际情况，检测结果更加准确。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	燕山大学
发明人：	曹海莹;费兴彪
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910392746.4
公开号：	CN110117953A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	刘凤玲
分类号：	E02D1/02(2006.01);E;E02;E02D;E02D1
申请人地址：	066000 河北省秦皇岛市河北大街西段438号
主权项：	1.一种土层接触面扰动剧烈程度检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取土层接触面土颗粒的互嵌深度相关参数、破碎程度相关参数和平移尺度相关参数；所述互嵌深度相关参数包括土层接触面处土颗粒的互嵌深度，土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径，以及土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径；所述破碎程度相关参数包括土层接触面处破碎颗粒的数量以及土层接触面处的总颗粒数量；所述平移尺度相关参数包括土体扰动前同层土体两土颗粒间距以及土体扰动后同层土体两土颗粒间距；根据所述互嵌深度相关参数确定土颗粒互嵌深度表征系数；根据所述破碎程度相关参数确定土颗粒的破碎程度；根据所述平移尺度相关参数确定土颗粒间的平移尺度表征系数；所述平移尺度表征系数包括颗粒较大土层的平移尺度表征系数以及颗粒较小土层的平移尺度表征系数；根据所述土颗粒互嵌深度表征系数、所述土颗粒的破碎程度以及所述土颗粒间的平移尺度表征系数确定土层接触面扰动等级；根据所述土层接触面扰动等级确定土层接触面扰动剧烈程度。 2.根据权利要求1所述的土层接触面扰动剧烈程度检测方法，其特征在于，所述根据所述互嵌深度相关参数确定土颗粒互嵌深度表征系数，具体包括：根据所述互嵌深度相关参数，采用公式λ＝D/(d1+d2)确定土颗粒互嵌深度表征系数λ；其中D表示土层接触面处土颗粒的互嵌深度；d1表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径；d2表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径。 3.根据权利要求2所述的土层接触面扰动剧烈程度检测方法，其特征在于，所述根据所述破碎程度相关参数确定土颗粒的破碎程度，具体包括：根据所述破碎程度相关参数，采用公式确定土颗粒的破碎程度W；其中Wb表示土层接触面处破碎颗粒的数量；Wt表示土层接触面处的总颗粒数量。 4.根据权利要求3所述的土层接触面扰动剧烈程度检测方法，其特征在于，所述根据所述平移尺度相关参数确定土颗粒间的平移尺度表征系数，具体包括：根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1；其中L0表示土体扰动前同层土体两土颗粒间距；L1表示土体扰动后同层土体两土颗粒间距；根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2。 5.根据权利要求4所述的土层接触面扰动剧烈程度检测方法，其特征在于，所述根据所述土颗粒互嵌深度表征系数、所述土颗粒的破碎程度以及所述土颗粒间的平移尺度表征系数确定土层接触面扰动等级，具体包括：判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中是否有任意一项满足λ＞1/20、W＞3％、η1＞1/20或η2＞1/10，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中存在任意一项满足λ＞1/20、W＞10％、η1＞1/20或η2＞1/10，确定所述土层接触面扰动等级为三级扰动；若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中不存在任何一项满足λ＞1/20、W＞3％、η1＞1/20或η2＞1/10，判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中是否有任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η1＞1/40或η2＞1/20，获得第二判断结果；若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中存在任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η1＞1/40或η2＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为二级扰动；若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中不存在任何一项满足λ＞1/40、W＞3％、η1＞1/40或η2＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为一级扰动。 6.一种土层接触面扰动剧烈程度检测系统，其特征在于，所述系统包括：参数获取模块，用于获取土层接触面土颗粒的互嵌深度相关参数、破碎程度相关参数和平移尺度相关参数；所述互嵌深度相关参数包括土层接触面处土颗粒的互嵌深度，土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径，以及土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径；所述破碎程度相关参数包括土层接触面处破碎颗粒的数量以及土层接触面处的总颗粒数量；所述平移尺度相关参数包括土体扰动前同层土体两土颗粒间距以及土体扰动后同层土体两土颗粒间距；土颗粒互嵌深度表征系数确定模块，用于根据所述互嵌深度相关参数确定土颗粒互嵌深度表征系数；土颗粒破碎程度确定模块，用于根据所述破碎程度相关参数确定土颗粒的破碎程度；平移尺度表征系数确定模块，用于根据所述平移尺度相关参数确定土颗粒间的平移尺度表征系数；所述平移尺度表征系数包括颗粒较大土层的平移尺度表征系数以及颗粒较小土层的平移尺度表征系数；土层接触面扰动等级确定模块，用于根据所述土颗粒互嵌深度表征系数、所述土颗粒的破碎程度以及所述土颗粒间的平移尺度表征系数确定土层接触面扰动等级；土层接触面扰动剧烈程度检测模块，用于根据所述土层接触面扰动等级确定土层接触面扰动剧烈程度。 7.根据权利要求6所述的土层接触面扰动剧烈程度检测系统，其特征在于，所述土颗粒互嵌深度表征系数确定模块具体包括：土颗粒互嵌深度表征系数确定单元，用于根据所述互嵌深度相关参数，采用公式λ＝D/(d1+d2)确定土颗粒互嵌深度表征系数λ；其中D表示土层接触面处土颗粒的互嵌深度；d1表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较大土层的土颗粒平均有效直径；d2表示土层接触面处的上、下土层中颗粒较小土层的土颗粒平均有效直径。 8.根据权利要求7所述的土层接触面扰动剧烈程度检测系统，其特征在于，所述土颗粒破碎程度确定模块具体包括：土颗粒破碎程度确定单元，用于根据所述破碎程度相关参数，采用公式确定土颗粒的破碎程度W；其中Wb表示土层接触面处破碎颗粒的数量；Wt表示土层接触面处的总颗粒数量。 9.根据权利要求8所述的土层接触面扰动剧烈程度检测系统，其特征在于，所述平移尺度表征系数确定模块具体包括：第一平移尺度表征系数确定单元，用于根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1；其中L0表示土体扰动前同层土体两土颗粒间距；L1表示土体扰动后同层土体两土颗粒间距；第二平移尺度表征系数确定单元，用于根据所述平移尺度相关参数，采用公式确定颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2。 10.根据权利要求9所述的土层接触面扰动剧烈程度检测系统，其特征在于，所述土层接触面扰动等级确定模块具体包括：第一判断单元，用于判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中是否有任意一项满足λ＞1/20、W＞3％、η1＞1/20或η2＞1/10，获得第一判断结果；三级扰动确定单元，用于若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中存在任意一项满足λ＞1/20、W＞10％、η1＞1/20或η2＞1/10，确定所述土层接触面扰动等级为三级扰动；第二判断单元，用于若所述第一判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中不存在任何一项满足λ＞1/20、W＞3％、η1＞1/20或η2＞1/10，判断所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中是否有任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η1＞1/40或η2＞1/20，获得第二判断结果；二级扰动确定单元，用于若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中存在任意一项满足λ＞1/40、W＞3％、η1＞1/40或η2＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为二级扰动；一级扰动确定单元，用于若所述第二判断结果为所述土颗粒互嵌深度表征系数λ、所述土颗粒的破碎程度W、所述颗粒较大土层的平移尺度表征系数η1以及所述颗粒较小土层的平移尺度表征系数η2中不存在任何一项满足λ＞1/40、W＞3％、η1＞1/40或η2＞1/20，确定所述土层接触面扰动等级为一级扰动。
所属类别：	发明专利