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[发明专利]一种深埋隧道微震事件自适应定位方法-CN202310960102.7在审
发明人：毕鑫;冯夏庭;陆丽君;姚志宾;张伟;胡磊;答治华;降清玲;冀先锐 -专利权人：东北大学;中国国家铁路集团有限公司
申请日： 2023-08-01 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明提供一种深埋隧道微震事件自适应定位方法，包括基于目标梯度的寻优初始化机制对初始点进行良好定位，在现有局部算法的基础上，通过对真实工程环境中震源位置与传感器阵列的分布关系以及目标函数值的空间形态进行探索分析，总结初始点与目标函数梯度的规律，确定初始化区域，优化初始点选择，保持算法的收敛速率；通过到时数据评估策略对受工程环境影响的低质量数据进行处理，依据深埋隧道工程实际环境、双波定理等设定数据的筛选和加权规则，保证该策略符合实际工程背景，使数据的剔除和加权策略有充分可靠的理论依据。本发明方法解决了隧道微震事件定位难、数据杂的问题，实现对微震源的精准定位，保障深埋隧道工程的安全生产工作。
一种隧道事件自适应定位方法

[发明专利]一种基于NRF芯片的无线微震传感器时间同步系统及方法-CN202310964053.4在审
发明人： 姚志宾;冯夏庭;张伟;高继开;答治华;胡磊;毕鑫;陈松 -专利权人：东北大学;中国国家铁路集团有限公司
申请日： 2023-07-31 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： H04J3/06 文献下载
摘要：本发明提供一种基于NRF芯片的无线微震传感器时间同步系统及方法，本发明系统包括系统服务器、时间同步服务器和多个授时客户端，其中：所述授时客户端和时间同步服务器均通过Wi‑Fi网络与系统服务器建立双向通讯，所述时间同步服务通过NRF网络广播数据包与所述授时客户端建立单向通讯，Wi‑Fi网络与NRF网络共同组成所述时间同步系统的无线网络。本发明基于NRF网络和Wi‑Fi网络自建组网，使用洪泛时间同步协议(FTSP)，在NRF网络中断时截取时间戳，并通过线性回归拟合时钟偏差，适用于无线微震传感器在深部地下工程中的使用场景和使用条件，在不依靠卫星等地面授时的情况下实现远距离高精度时间同步，并具有较高的鲁棒性，有很高的工程实用价值。
一种基于 nrf 芯片无线传感器时间同步系统方法

[发明专利]一种隧道微震传感器安装及运行质量检测方法及系统-CN202310186093.0在审
发明人：张伟;冯夏庭;张宇;姚志宾;胡磊;答治华;熊永润;付廉杰;马涛;张文灿 -专利权人：东北大学;中国国家铁路集团有限公司
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G01V1/20 文献下载
摘要：本发明提供一种微震传感器安装与运行质量的检测系统，包括：虚拟脉冲发生器控制模块，用于控制虚拟脉冲发生的频率与振幅，通过虚拟脉冲测试传感器安装与运行质量；信号分析模块，根据微震传感器采集到的事件波形，获取不同传感器微震波形拟合误差，进而根据现象自动分析误差原因，并提供解决办法；数据显示模块，显示不同传感器微震波形拟合误差与解决办法。本发明提供的一种传感器安装与运行质量的检测方法与系统。从采集的虚拟脉冲震源波形特征及震源谱拟合误差分析的角度出发，检测微震传感器的安装与运行质量，判断传感器异常原因，给出解决方案，从而完整捕捉隧道开挖过程中岩体破裂信号，保证微震源参数计算的正确性，为进一步的岩爆准确预警打下基础。
一种隧道传感器安装运行质量检测方法系统

[发明专利]适用于隧道开挖过程的考虑空区绕射的微震源定位方法-CN202310112501.8在审
发明人：胡磊;冯夏庭;马涛;姚志宾;答治华;张伟;毕鑫;牛文静;张宇;熊永润;付廉杰;张文灿;王雷 -专利权人：东北大学;中国国家铁路集团有限公司
申请日： 2023-02-14 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种适用于隧道开挖过程的考虑空区绕射的微震源定位方法，涉及隧道微震监测技术，包括如下步骤：S1、建立监测区域隧道已开挖段的数字化模型；S2、根据所述数字化模型，获得监测区域隧道已开挖段洞壁离散化后子节点的空间距离矩阵；S3、判断直线段是否穿越隧道已开挖段空区；S4、根据S3的判断结果计算潜在微震源与微震传感器间不穿越隧道空区的最短距离；S5、重复S2～S4，直至潜在微震源与微震传感器间不穿越隧道空区的最短距离满足适应度函数后，实现微震源定位。本发明可实时快速准确获取岩体中微震源，具有较高的实用性及准确率，提高了微震的监测效果，为实现智能预警系统做铺垫。
适用于隧道开挖过程考虑空区绕射震源定位方法

[发明专利]一种深埋硬岩隧道岩爆等级评估的快速查表方法-CN201910950051.3有效
发明人： 姚志宾;冯夏庭;张广泽;刘造保;冯君;徐正宣;牛文静;张伟;王栋;欧阳吉;胡磊 -专利权人：东北大学
申请日： 2019-10-08 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06Q10/0635 文献下载
摘要：本发明公开了一种深埋硬岩隧道岩爆等级评估的快速查表方法，包括以下步骤：步骤1、建立深埋隧道岩爆等级评估表；步骤2、获取待评估区域内的地应力，并查询所述地应力分级表，得到待评区域的地应力等级；步骤3、获取待评估区域内的岩石的饱和单轴抗压强度，并查询所述岩石强度分级表，获得待评区域内的岩石强度等级；步骤4、分别获取待评估区域地质影响因素，并查询修正因素等级表，确定岩爆等级评估的修正等级；步骤5、根据步骤2‑4得到的结果查询所述岩爆等级评估表，得到潜在的岩爆等级。通过建立深埋硬岩隧道岩爆等级评估的快速查表方法，分别利用不同勘察阶段获取的有限信息，通过查表的方式对潜在的岩爆风险等级进行有效评估。
一种深埋硬岩隧道等级评估快速方法

[发明专利]一种时滞型极强岩爆地质判别方法-CN202310116231.8在审
发明人：何本国;孟祥瑞;冯夏庭;李红普;王飞;王杰;王雷;胡磊;姚志宾;付洪源 -专利权人：东北大学
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本发明提供一种时滞型极强岩爆地质判别方法，涉及深埋隧道工程技术领域。本发明方法通过掌子面地质素描以及掌子面超前地质预报等方法记录施工过程中地质构造信息，通过岩爆破坏区域超前地质钻孔以及断面扫描技术记录岩爆破坏过程中爆坑几何特征。同时，通过应力解除法或水压致裂法对岩爆破坏区域进行三维地应力测量，确定最大主应力方向。根据初始地应力测试结果以及现场地质调查获取的岩石和结构面的物理力学参数建立相应的三维数值计算模型，通过对不同结构面组合条件下隧道开挖模拟，进行数值计算，判别隧道当前位置开挖后发生时滞型极强岩爆灾害风险。
一种时滞型极强地质判别方法

[发明专利]一种时滞型极强岩爆发生后破坏区域综合监测及处理方法-CN202310115037.8在审
发明人：何本国;孟祥瑞;冯夏庭;李红普;王杰;王雷;胡磊;姚志宾;林波;付洪源 -专利权人：东北大学
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明提供一种时滞型极强岩爆发生后破坏区域综合监测及处理方法，涉及深埋硬岩隧道工程技术领域。本发明通过在时滞型极强岩爆破坏区域布置微震监测系统、开展地应力测试以及声波测试和钻孔摄像、围岩表面和内部爆破振动监测、并进行时滞型极强岩爆破坏区域扰动应力长期监测。本发明针对时滞型极强岩爆破坏发生后，提高监测的效率、破坏区域支护理念以及支护方法的安全性，建立更加合理有效的支护体系，保证后期的安全性。
一种时滞型极强爆发破坏区域综合监测处理方法

[发明专利]一种基于微震信息的TBM隧道围岩等级判定方法-CN202211020705.0在审
发明人：王军;郭新强;魏飞;李伯昌;刘国虎;焦一峰;张伟;全永威;赵向波;李铭杰;陈诚;史晋华;白立强;姚志宾 -专利权人：新疆额尔齐斯河投资开发（集团）有限公司
申请日： 2022-08-24 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明提供一种基于微震信息的TBM隧道围岩等级判定方法，包括以下步骤：在TBM隧道掌子面后方布置多排微震传感器，实现连续的实时微震监测；收集不同围岩等级案例中的TBM掘进参数上升段的微震信息；对微震信息进行聚类分析，剔除异常样本；根据不同围岩等级的微震信息特征，建立对应所述不同围岩等级的，与每种微震参数间的函数关系；通过全局优化粒子群算法搜索围岩等级相关的微震事件数累积值和微震释放能累积值的权重系数，建立基于微震信息的围岩等级概率判定方法；实际工况下，将微震信息带入基于微震信息的围岩等级概率判定方法，获得判定结果。本发明避免了TBM操作司机的经验不同对TBM参数的影响，实现了围岩等级的判定，为TBM主司机调整掘进方案与参数提供依据。
一种基于信息 tbm 隧道围岩等级判定方法

[发明专利]一种真三轴试验仪双向同步加载方法-CN202211024477.4在审
发明人：何本国;冯夏庭;王杰;甄荣俪;李红普;田冕;姚志宾 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：一种真三轴试验仪双向同步加载方法，属于岩石力学室内试验技术领域，包括以下步骤：步骤S1，装样并调整试样在试件盒及刚性加载框架中心；步骤S2，通过计算机控制面板设置参数并发送动作指令；步骤S3，PID控制器采集各传感器收集到的负荷信号，协调三轴双向加载负荷的大小，实现单一指令双向同步加载。本发明方法确保加载前岩石试样保持在压力舱正中心，从而使加载轴线的焦点始终与试件的中心保持在空间同一位置上，并实现了单一指令下同一方向上两作动器同步加载的功能，确保试验的准确性，大大降低试验人员因操作不当导致试验失败的概率。
一种真三轴试验双向同步加载方法

[发明专利]基于微震信息和深度卷积神经网络的隧洞岩爆预警方法-CN201910560076.2有效
发明人：胡磊;冯夏庭;毕鑫;肖亚勋;丰光亮;姚志宾;牛文静;张伟 -专利权人：东北大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明提供基于微震信息和深度卷积神经网络的隧洞岩爆预警方法，涉及岩爆预警技术领域。该方法首先，建立已知岩爆等级的岩爆案例及其孕育过程中的微震监测信息样本库。然后，选定预警单元的空间范围和时间跨度，导出预警单元内的多参量微震监测信息。通过微调预警单元构建大量的岩爆‑微震信息样本对。将样本对输入建立的深度卷积神经网络，通过学习、测试、调试等获得最佳岩爆预警模型。然后，将待预警区域预警单元内的微震信息输入岩爆预警模型，得到待预警区域潜在岩爆的等级及概率。本发明方法具有较高的实用性和准确率，可实现潜在岩爆及其等级的智能实时预警，并为制定针对性的岩爆防控措施提供科学依据。
基于信息深度卷积神经网络隧洞预警方法

[发明专利]一种深部工程岩爆孕育全过程大型三维物理模拟试验系统-CN202210820592.6在审
发明人：冯夏庭;张希巍;石磊;姚志宾 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：一种深部工程岩爆孕育全过程大型三维物理模拟试验系统，相似材料物理模型试样内部预埋有CO2爆破致裂装置、动态光纤光栅和超声波探头，试样边界预装声发射探头；试样内开挖隧道配置有三向加速度传感器和工业内窥镜；试样位于三维静应力加载装置内部；分离式霍普金森压杆装置、三维静应力加载装置及微型旋挖式柔性机械臂装置沿直线顺序布设且固装于地面；三维静应力加载装置外部设有试样3D打印机和落锤冲击装置，试样3D打印机和落锤冲击装置均采用轨道式安装结构置于地面上，试样3D打印机和落锤冲击装置移动路径均途经三维静应力加载装置正上方；三维静应力加载装置外部还设有液压油源及控制器，液压油源及控制器固装在地面上，控制器与计算机相连。
一种工程孕育全过程大型三维物理模拟试验系统

[发明专利]一种深部三维物理模型内部CO2-CN202210820618.7在审
发明人：张希巍;冯夏庭;王宏圣;姚志宾;石磊 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G01N3/313 文献下载
摘要：一种深部三维物理模型内部CO2爆破开挖与扰动方法，模拟爆破开挖时步骤为：原位打印，真三轴加载，静应力保载，在最小主应力方向上对三维物理模型试样进行爆破孔的开挖，开挖完成后在每个爆破孔的内部放入一个小型液态CO2相变致裂装置，起爆小型液态CO2相变致裂装置完成CO2爆破开挖的模拟，清理碎屑，破坏和变形信息监测，完成模拟CO2爆破开挖的全过程；模拟爆破扰动时步骤为：原位打印含有断层结构面的三维物理模型试样，试样打印过程中预埋入小型液态CO2相变致裂装置，真三轴加载，静应力保载，在最小主应力方向上对三维物理模型试样进行微型隧道的开挖，开挖完成后起爆小型液态CO2相变致裂装置，完成CO2爆破扰动的模拟，清理碎屑，破坏和变形信息监测。
一种三维物理模型内部 co base sub

[发明专利]大型三维物理模型岩爆孕育过程超声波空间阵列感知方法-CN202210820605.X在审
发明人：张希巍;冯夏庭;薛淳元;姚志宾;石磊 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：一种大型三维物理模型岩爆孕育过程超声波空间阵列感知方法，属于主动型探测，该方法基于真三轴应力与超声波关联特征识别岩体损伤和反演应力场变化，主要利用超声波在被测物内部传播时遇到声阻抗存在差异的破裂、滑移界面会产生反射的原理，相当于是传统微震法的逆过程，激发点位置已知，激发点到空间任意阵列点的相对位置已知，由此根据超声波传播时间确定波速，可有效感知潜在岩爆区应力聚集程度。超声波空间阵列是超声探头压电陶瓷晶体的组合，由多个压电晶片以空间阵列方式分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个压电晶片，使所有压电晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，控制波阵面形状和方向，实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。
大型三维物理模型孕育过程超声波空间阵列感知方法

[发明专利]一种大型三维物理模型多源动力协同面扰动触发岩爆方法-CN202210821543.4在审
发明人：张希巍;冯夏庭;母永烨;姚志宾;石磊 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G01N3/313 文献下载
摘要：一种大型三维物理模型多源动力协同面扰动触发岩爆方法，扰动的实现途径有三种，分别为模型试样内部点源电爆破高频扰动、模型试样边界低频面扰动及模型试样外部高能量冲击动力扰动，且点源电爆破高频扰动、边界低频面扰动和外部高能量冲击动力扰动中的任意一种单独实现、任意两种组合实现或者三种组合实现。本发明实现了三维物理模型试样内部、三维物理模型试样加载边界和三维物理模型试样外部的有效协同扰动，能够对三维物理模型试样施加不同频率、振幅、波形的动态荷载及多种复合形式的动态荷载，具备多源动力扰动能力及多源动力扰动协同控制的能力，为进一步研究岩体工程在不同形式动力扰动下的变形特征及破坏特征提供了技术支持。
一种大型三维物理模型动力协同扰动触发方法

[发明专利]一种大型深部三维物理模型内部局部高应力环境再造方法-CN202210821545.3在审
发明人：张希巍;冯夏庭;母永烨;姚志宾;石磊 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：一种大型深部三维物理模型内部局部高应力环境再造方法，通过3D打印机在三维物理模型试验装置内部原位打印三维物理模型试样，开挖深度临近断层结构面后：当需要建立高切向应力区时，在最大主应力方向上由动态液压作动器通过斜角垫块对三维物理模型试样上表面进行局部加载；当需要建立低法向应力区时，在最小主应力方向上由动态液压作动器通过承压垫块对三维物理模型试样左侧表面进行整体卸载；当需要建立低有效应力区时，通过流体注射管向断层结构面附近区域内注入高压流体，降低断层结构面的有效应力和摩擦系数；当需要建立分区破裂区时，启动点源电爆破装置以产生的高频爆破载荷，通过高频爆破载荷使断层结构面附近位置形成分区破裂区。
一种大型三维物理模型内部局部应力环境再造方法

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