[发明专利]隧道穹顶在线监测方法、系统、电子设备及存储介质

说明书

本申请涉及安全监测技术领域，公开了一种隧道穹顶在线监测方法、系统、电子设备及存储介质，能够对隧道穹顶的受力情况进行实时、准确地监测，上述系统包括：在隧道穹顶上方土层内水平埋设的监测管；布设在监测管内多个位置的振动传感器，用于检测监测管内多个位置处的振动信号；布设在监测管一端管口处的波产生装置和波检测装置，波产生装置用于产生沿监测管传播的机械波，波检测装置用于检测机械波在监测管的管壁内传播时的反射波；数据处理装置，用于根据振动传感器输出的振动信号和波检测装置检测到的反射波，确定监测管上的裂纹情况和形变情况，根据裂纹情况和形变情况确定监测管的受力情况，进而确定隧道穹顶的受力情况。

技术领域

本申请涉及安全监测技术领域，尤其涉及一种隧道穹顶在线监测方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

目前隧道施工中，普遍存在隧道穹顶下沉的问题，隧道中穹顶的下沉可能引发隧道及周边建筑设施的重大安全风险或事故。目前针对隧道的监测沉降方法，主要还是采用全站仪人工监测，然而，全站仪的监测需要人工逐点监测，耗时耗力，且不能实时监测，同时，监测精度与工作人员的操作有关，导致其测量误差较大，测量精度较低。

发明内容

本申请实施例提供一种隧道穹顶在线监测方法、系统、电子设备及存储介质，能够对隧道穹顶的受力情况进行实时、准确地监测，提前预警隧道穹顶存在的安全隐患。

一方面，本申请一实施例提供了一种隧道穹顶在线监测系统，包括：

在隧道穹顶上方土层内水平埋设的监测管；

布设在所述监测管内多个位置的振动传感器，用于检测所述监测管内多个位置处的振动信号；

布设在所述监测管一端管口处的波产生装置和波检测装置，所述波产生装置用于产生沿所述监测管传播的机械波，所述波检测装置用于检测所述机械波在所述监测管的管壁内传播时的反射波；

数据处理装置，用于根据各个振动传感器输出的振动信号确定所述监测管上的第一裂纹情况，根据所述波检测装置检测到的反射波确定所述监测管上的第二裂纹情况和形变情况，根据所述第一裂纹情况和所述第二裂纹情况确定所述监测管上的裂纹情况，根据所述裂纹情况和所述形变情况确定所述监测管的受力情况，根据所述监测管的受力情况确定所述隧道穹顶的受力情况。

可选地，所述数据处理装置具体用于：

针对每个振动传感器，将所述每个振动传感器输出的振动信号与预设标准振动信号波形进行比对，获得每个振动传感器对应的比对结果；

根据各个振动传感器对应的对比结果，确定所述监测管上的第一裂纹情况。

可选地，所述数据处理装置具体用于：

根据各个振动传感器对应的对比结果，确定所述监测管上的第一裂纹位置；

根据第一裂纹位置周围的振动传感器的比对结果，确定第一裂纹严重程度。

可选地，所述数据处理装置具体用于：

分析所述波检测装置检测到的反射波，以获得反射波特征信息，所述反射波特征信息包括以下至少一种：反射波的强度、波长、相位、极化、反射时长、反射波的数量；

根据所述反射波特征信息，确定所述监测管的第二裂纹情况和形变情况。

可选地，所述数据处理装置还用于；

根据所述波检测装置检测到的反射波的强度，确定所述监测管周围的土层的密度；

根据所述监测管周围的土层的密度，对所述隧道穹顶上方可能出现的有害地质情况进行预警。

可选地，所述波产生装置包括压电材料，所述压电材料用于在外加电压作用下产生沿所述监测管传播的机械波。