[发明专利]高强度泥土的制备工艺及其系统

说明书

公开了一种高强度泥土的制备工艺及其系统，其采用基于深度学习的人工智能控制算法来提取超声发生装置产生的超声波信号的时序隐含特征以及天然纤维和纳米材料的粘结状态时序动态变化特征，进一步以这两者的响应性估计来表示所述超声波隐含特征对于天然纤维和纳米材料的粘结状态的作用效果特征，并以此作为分类特征矩阵进行分类处理，以得到用于表示当前时间点的超声发生器的功率值应增大或应减小的分类结果，进而实现对当前时间点的超声发生器功率的自适应控制。

技术领域

本发明涉及混泥土制备技术领域，且更为具体地，涉及一种高强度泥土的制备工艺及其系统。

背景技术

在泥土中混入其他掺杂成分，例如天然纤维、纳米材料等，是提高泥土强度的有效途径，这种类型的泥土也被称为混泥土。由于土料就地取材、造价较低、施工便捷等优点，混泥土得到了广泛的应用，从单一的筑路工程发展到软土地区的地基加固、公路边坡的维护等。

混泥土的强度主要取决于两个要素：所掺杂的成分以及制备工艺。近年来，不同厂家尝试掺杂不同成分在泥土中以提高最终制得的泥土的强度，但关于制备工艺的改进方案却很少。

在申请号为CN108484059A的发明专利所揭露的方案中，将天然纤维与纳米材料按1:1～10的重量比混合，超声处理使天然纤维和纳米材料粘结，干燥，得到纳米材料天然纤维复合材料，其中，超声的时间为10min～300min，超声所采用的超声波装置的频率为10KHz～10MHz，功率为10W～2KW。

虽然超声处理能够使天然纤维和纳米材料粘结，但是在实际的处理过程中，发现超声波发生器的功率大小对于在不同状态下的天然纤维和纳米材料粘结效果有着不同的作用效果。

因此，期待一种高强度泥土的制备工艺及其系统，其能够基于天然纤维和纳米材料的粘结状态来自适应调整超声发生器的功率，以保证粘结质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种高强度泥土的制备工艺及其系统，其采用基于深度学习的人工智能控制算法来提取超声发生装置产生的超声波信号的时序隐含特征以及天然纤维和纳米材料的粘结状态时序动态变化特征，进一步以这两者的响应性估计来表示所述超声波隐含特征对于天然纤维和纳米材料的粘结状态的作用效果特征，并以此作为分类特征矩阵进行分类处理，以得到用于表示当前时间点的超声发生器的功率值应增大或应减小的分类结果，进而实现对当前时间点的超声发生器功率的自适应控制。

根据本申请的一个方面，提供了一种高强度泥土的制备工艺，其包括：

获取预定时间段的由超声发生装置产生的超声波信号以及所述预定时间段的天然纤维和纳米材料的粘结监控视频；

从所述粘结监控视频提取多个监控关键帧；

将所述多个监控关键帧通过使用三维卷积核的第一卷积神经网络模型以得到监控特征图；

对所述监控特征图的沿通道维度的各个特征矩阵进行全局均值池化处理以得到监控特征向量；

将所述超声波信号进行S变换以得到S变换时频图；

将所述S变换时频图通过作为过滤器的第二卷积神经网络模型以得到超声波形特征向量；

计算所述超声波形特征向量相对于所述监控特征向量的响应性估计以得到分类特征矩阵；以及

将所述分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的超声发生器的功率值应增大或应减小。

在上述高强度泥土的制备工艺中，所述从所述粘结监控视频提取多个监控关键帧，包括：以预定采样频率从所述粘结监控视频提取所述多个监控关键帧。