[发明专利]岩体管道开裂透水损伤模态声发射分形评估方法与装置

权利要求书

1.岩体管道开裂透水损伤模态声发射分形评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取不同透水状态下的地下岩体管道模态声发射信号，提取发射信号能量、持续时间、振铃计数和上升时间参量，构建不同透水状态下的参数重组序列矩阵集合；

步骤2、针对各个参数的重组序列矩阵，计算不同参数的分形关联维数指标集合；

步骤3、根据各参数的分形关联维数指标及不同透水状态，通过softmax分类方法计算各参数判断概率，评估透水状态。

2.根据权利要求1所述的岩体管道开裂透水损伤模态声发射分形评估方法，其特征在于，步骤1中构建不同透水状态下信号能量、持续时间、振铃计数和上升时间参数的重组序列矩阵集合，具体方法为：

(1)记干燥状态下能量参数序列其中t为有效信号个数，且t为偶数；提取不同透水状态下的能量参数其中r为透水状态；构造能量参数重组序列矩阵：

(2)记干燥状态下持续时间参数序列其中t为有效信号个数，且t为偶数；提取不同透水状态下的持续时间参数其中r为透水状态；构造持续时间参数重组序列矩阵：

(3)记干燥状态下振铃计数参数序列其中t为有效信号个数，且t为偶数；提取不同透水状态下的振铃计数参数其中r为透水状态；构造振铃计数参数重组序列矩阵：

(4)记干燥状态下上升时间参数序列其中t为有效信号个数，且t为偶数；提取不同透水状态下的上升时间参数其中r为透水状态；构造上升时间参数重组序列矩阵：

通过上述步骤，得到参数重组序列矩阵集合

3.根据权利要求1所述的岩体管道开裂透水损伤模态声发射分形评估方法，其特征在于，步骤2中计算信号能量、持续时间、振铃计数和上升时间参数的分形关联维数指标集合，具体步骤为：

针对能量参数重组序列矩阵对第一行即第一种透水状态，记为向量x＝(x₁,x₂,…x_N)，构造m维欧式空间序列集：

其中N为信号采样点数量，m为欧式空间维度，τ为时间尺度参数，N_m为累积参数，表达式为N_m＝N-(m-1)τ；给定阈值h，计算关联积分函数：

其中H为Heaviside函数，表达式为：

d_ij为欧式空间中序列点间的距离：

其中x_i和x_j为欧式空间中的点；

计算得到的点对(InC_m(h),Inh)的拟合线性部分的斜率即为分形关联维数指标计算每一种透水状态的分形关联维数指标，记为

对其他三个参数也进行相同操作，得到信号能量、持续时间、振铃计数和上升时间参数的分形关联维数指标集合，结果记为：