一种基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚方法及系统与流程

本技术涉及沉渣测量，具体涉及一种基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚方法及系统。

背景技术：

1、泥浆护壁钻孔灌注桩施工过程中，孔底沉渣的存在直接影响桩端承载力的发挥。沉渣层本质上是一种由钻屑、泥皮、岩粉等组成的松散、密实过渡介质，其物理力学特性呈现显著的非均质性和非线性特征。沉渣过厚会降低桩侧摩阻力和桩底端阻力，是影响钻孔灌注桩桩基质量的重要因素之一，因此，对沉渣厚度进行精准检测属于灌注桩施工中的重要环节，然而沉渣与持力层之间并非存在一个清晰的几何分界面，而是一个从松散沉渣到密实原状土的连续过渡带。在这一过渡带中，材料的密实度、颗粒嵌锁程度和抗剪强度呈现渐变特征。现有技术中，通常依赖操作人员的手感判断触底的时刻，这种方法严重影响沉渣厚度的测量精度。此外，也有研究提出了基于一维波动理论的检测装置，通过测试杆与沉渣交界面处波阻抗变化引起的速度时程曲线突变来识别沉渣界面。然而，传统手触法及其衍生方法都存在不少缺陷，沉渣与持力层之间并非存在一个清晰的几何分界面，传统方法试图寻找一个突变点作为界面位置，在物理本质上就会有存在认知的偏差；测量结果严重依赖操作人员的手感判断，不同人员的判断差异显著；且测绳磨损、泥浆浮力等因素也会引入较大的测量误差。

2、综上所述，现有沉渣厚度检测技术存在许多待解决的技术问题，主要是没有有效解决沉渣和持力层连续过渡带的界面模糊的问题；难以区分局部硬点与真实持力层；进而就缺乏根据土质的类型自适应的调整检测策略的能力，最终影响了测量结果的一致性和可追溯性。

3、针对上述问题，本技术提出一种基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚方法及系统，通过动态高频振动辅助贯入、振动减阻率分析、关键特征深度自动识别以及土质补偿系数的动态优化，实现沉渣厚度的全自动化精准测量。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚方法及系统，能够有效提高沉渣厚度的准确性和可靠性。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚方法，包括：

3、控制探测设备下放，并获取目标桩孔沉渣层的顶面深度；

4、在动态高频振动辅助下，控制所述探测设备中的探针匀速贯入沉渣层，并获取所述目标桩孔对应的阻力-深度时序数据；

5、根据所述阻力-深度时序数据，获取所述目标桩孔对应的关键特征深度；

6、根据所述关键特征深度及其对应的土质类型，确定所述目标桩孔对应的虚拟刚性基底深度；

7、根据所述虚拟刚性基底深度和所述顶面深度，确定所述目标桩孔对应的沉渣厚度。

8、在一些实施例中，所述在动态高频振动辅助下，控制所述探测设备中的探针匀速贯入沉渣层，包括：

9、针对每个探测深度，获取所述探测深度对应的贯入阻力；

10、根据所述贯入阻力，确定所述探测深度对应的自适应振动参数；以及

11、在所述贯入阻力大于或等于阻力阈值时，根据所述自适应振动参数，控制所述探针运行预设时长。

12、在一些实施例中，所述根据所述阻力-深度时序数据，获取所述目标桩孔对应的关键特征深度，包括：

13、在贯入阻力大于或等于阻力阈值时，获取所述探针以所述自适应振动参数运行后的瞬时阻力；

14、根据所述瞬时阻力和所述贯入阻力，确定所述振动减阻率；

15、根据所述振动减阻率，确定所述探测深度对应的地层标签；

16、在所述探测深度对应的地层标签为预设标签时，根据所述阻力-深度时序数据，确定所述探测深度是否为所述关键特征深度。

17、在一些实施例中，所述根据所述振动减阻率，确定所述探测深度对应的地层标签，包括：

18、获取所述预设时长内所述振动减阻率的变化情况；

19、根据所述振动减阻率的变化情况，确定所述探测深度对应的地层标签。

20、在一些实施例中，所述根据所述阻力-深度时序数据，确定所述探测深度是否为所述关键特征深度，包括：

21、根据所述阻力-深度时序数据，分别获取阻力变化率和阻力变化加速度；

22、根据所述阻力变化率和所述阻力变化加速度，确定所述关键特征深度。

23、在一些实施例中，所述关键特征深度包括候选接触点深度和压缩极限点深度，所述根据所述关键特征深度及其对应的土质类型，确定所述目标桩孔对应的虚拟刚性基底深度，包括：

24、根据所述阻力-深度时序数据，确定各所述关键特征深度对应的所述土质类型及其对应的土质补偿系数；

25、根据所述土质补偿系数、所述候选接触点深度和所述压缩极限点深度，确定所述目标桩孔对应的虚拟刚性基底深度。

26、需要说明的是，所述虚拟刚性基底并非沉渣层中实际存在的物理分界面，而是基于所述阻力-深度时序数据所反映的力学特性剖面，在沉渣与持力层之间的过渡带内构建的等效刚性基准面。该基准面用于表征沉渣在探针匀速贯入作用下达到极限压缩状态时所对应的深度位置，其深度值通过对过渡带内的刚度变化曲线进行自动寻优拟合确定。

27、第二方面，本技术实施例提供了一种基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚系统，包括：

28、第一获取模块，用于控制探测设备下放，并获取目标桩孔沉渣层的顶面深度；

29、第二获取模块，用于在动态高频振动辅助下，控制所述探测设备中的探针匀速贯入沉渣层，并获取所述目标桩孔对应的阻力-深度时序数据；

30、第三获取模块，用于根据所述阻力-深度时序数据，获取所述目标桩孔对应的关键特征深度；

31、第一确定模块，用于根据所述关键特征深度及其对应的土质类型，确定所述目标桩孔对应的虚拟刚性基底深度；

32、第二确定模块，用于根据所述虚拟刚性基底深度和所述顶面深度，确定所述目标桩孔对应的沉渣厚度。

33、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现如本技术实施例描述的方法。

34、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本技术实施例描述的方法。

35、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如本技术实施例描述的方法。

36、本技术实施例提供的基于虚拟仿真系统的刚性基底自适应沉渣测厚方法及系统，控制探测设备下放，并获取目标桩孔沉渣层的顶面深度；在动态高频振动辅助下，控制探测设备中的探针匀速贯入沉渣层，并获取目标桩孔对应的阻力-深度时序数据；根据阻力-深度时序数据，获取目标桩孔对应的关键特征深度；根据关键特征深度及其对应的土质类型，通过自动寻优确定目标桩孔对应的虚拟刚性基底深度；根据虚拟刚性基底深度和顶面深度，确定目标桩孔对应的沉渣厚度，能够有效提高沉渣厚度的准确性和可靠性。

37、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。