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[发明专利]基于机器视觉的掌子面稳定性监测预警方法及系统-CN202310746202.X在审
发明人：刘洪亮;姜新波;邹浩;蔡辉;陈雨雪;屠文锋;李敏;范宏运;周申 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于机器视觉的掌子面稳定性监测预警方法及系统，获取掌子面的多帧图像数据，对各帧掌子面图像进行边缘检测，得到掌子面上岩体结构面的分布数据；根据掌子面上岩体结构面的分布数据，构建三维裂隙网络模型，通过三维裂隙网络模型进行基于几何学的关键块体搜索定位，得到关键块体；根据掌子面图像序列中像素在时间域上的变化以及相邻帧之间的相关性，对关键块体是否发生位置变化进行判定，当关键块体在当前帧与初始帧之间的位置变化量大于设定阈值时，判定关键块体发生了失稳，进行预警；本发明不占用施工时间，更加符合隧道实际情况，提高了隧道施工建设效率，降低了施工人员安全风险。
基于机器视觉掌子面稳定性监测预警方法系统

[发明专利]基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统-CN202310440688.4在审
发明人：刘洪亮;周申;张西斌;颜丙刚;周宗青;姜新波;王凯;成帅;杨光宇;范宏运;刘洋;冀笑瑀 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2023-04-19 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明属于土木工程施工技术领域，提供了一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统。该方法包括，确定锚杆初始参数和围岩允许变形范围；基于锚杆初始参数，采用数值模型，开展开挖支护仿真计算，得到围岩变形数据；判断围岩变形数据是否在围岩允许变形范围之内，若否，对锚杆参数进行调整，循环迭代，直到围岩变形数据满足要求；若是，输出优化结果。本发明可以有效降低实际工程中支护的成本，最大限度避免锚杆材料的浪费。
基于变形预测隧道锚固参数智能化设计方法系统

[发明专利]一种用于应力解除的可分离式同心三钻头及方法-CN202310303028.1在审
发明人：刘洪亮;刘洋;李术才;李利平;孙子正;成帅;杨光宇;范宏运;王心宇 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本发明公开的一种用于应力解除的可分离式同心三钻头及方法，包括同轴设置的中破岩钻、中破环岩钻和外取芯钻，在中破岩钻钻杆上设置数据采集装置，数据采集装置与控制器连接；数据采集装置，用于获取中破岩钻钻进预设长度，中破环岩钻和外取芯钻未钻进时岩芯的初始位置数据，及中破岩钻钻进预设长度，外取芯钻钻至与中破岩钻的钻头共面时岩芯变形后位置数据；控制器，用于根据岩芯的初始位置数据和岩芯变形后位置数据，确定开挖区域的变形值，根据变形值获得开挖区域地应力。实现了对地应力的准确测量。
一种用于应力解除可分离同心钻头方法

[发明专利]一种竖向掘进盾构机试验装置及其试验方法-CN202310458585.0在审
发明人：孙尚渠;蒋志斌;屠文锋;李辉;范宏运;陈迪杨;范克睿;商成顺;王长盛 -专利权人：山东科技大学
申请日： 2023-04-25 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： E21D9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种竖向掘进盾构机试验装置及其试验方法，涉及盾构试验技术领域，解决了现有盾构模拟装置机械自动化程度和装置集成度低的问题，提高了模拟效果，具体方案如下：包括固定安装在岩土试样上方的机架，机架内设有通过滚珠丝杠驱动上下移动的升降台，机架的侧壁上固定安装有控制机构和用于驱动刀杆转动的减速电机，所述刀杆竖向贯穿并固定在升降台上且相对于升降台转动，刀杆通过旋转管与刀具连接，所述旋转管的外部套设有管片机构，管片机构位于升降台与刀具之间，所述升降台上还固定设有冷却排渣机构，冷却排渣机构的排渣管插装在刀杆内并与刀具上的孔隙连通。
一种竖向掘进盾构试验装置及其试验方法

[发明专利]基于隧道掌子面图像的岩体结构面自动识别方法及系统-CN202310316665.2在审
发明人：刘洪亮;姜新波;邹浩;周宗青;张峰领;周申;杨光宇;范宏运;刘洋 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-03-24 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G06V10/774 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于隧道掌子面图像的岩体结构面自动识别方法及系统，根据获取的隧道掌子面图像以及预训练的识别模型，得到岩体结构面识别结果；其中，预训练的识别模型的训练数据集的获取，包括：对隧道掌子面图像进行裁剪；对裁剪后的图像进行旋转和放大，包括：对裁剪后的图像旋转多个角度，对裁剪后的图像均放大N1倍，其中，N1为正数；对裁剪后的图像进行暗化操作，将亮度变成其原来亮度的N2倍，其中，N2大于1；对裁剪后的图像进行亮化操作，将亮度变成其原来亮度的N3倍，其中，N3为小于1的正数；对裁剪后的图像施加椒盐噪声和高斯噪声，根据处理后的图像构建训练数据集；本发明提高了识别精度以及识别效率。
基于隧道掌子面图像结构自动识别方法系统

[发明专利]一种基于机器视觉的隧道工人规范化施工检测方法及系统-CN202310139077.6在审
发明人：姜新波;刘洪亮;高鑫;周宗青;杨光宇;范宏运;刘洋;冀笑瑀;邹浩 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06V40/20 文献下载
摘要：本发明提供一种基于机器视觉的隧道工人规范化施工检测方法及系统，涉及隧道施工检测领域，针对现有技术中对人体行为识别存在较大延迟，导致工人施工行为及施工过程监测受限的问题，对于每一帧特征，既考虑该特征的空间信息的显著性，同时考虑该特征在时间序列上的显著性，结合考虑加权图和测量方法，测量加权图和特征序列之间的相似性，能有效处理由于不稳定骨架点和行为序列长度差异造成的问题，同时能够压缩特征，从而减少识别时间，实现实时的人体行为识别，规范工人的施工行为及施工过程。
一种基于机器视觉隧道工人规范化施工检测方法系统

[发明专利]一种基于机器视觉的隧道工人异常行为检测方法及系统-CN202310089921.9在审
发明人：刘洪亮;姜新波;李旭安;邹浩;王旌;孙子正;成帅;杨光宇;范宏运 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-02 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06V40/20 文献下载
摘要：本发明涉及异常行为检测技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的隧道工人异常行为检测方法及系统。基于机器视觉的隧道工人异常行为检测方法，包括：提取隧道工人的人体骨架三维位置信息；将所述人体骨架三维位置信息导入分层模型中训练、测试，完成分类，获得帧特征集合；从所述帧特征集合中提取聚类中心构成的向量空间来表示每一类行为实现在线实时的行为识别，获得行为识别结果；根据训练的隧道工人正常行为和所述行为识别结果实时检测判断异常行为。该方法基于机器视觉理论准确的在线实时检测隧道现场工人的异常行为并预警，能够检测工人异常行为，对隧道工人可能发生的生命健康问题及时预警，保障生命安全。
一种基于机器视觉隧道工人异常行为检测方法系统

[发明专利]一种锚杆和锚固体协同变形的全场应变测量系统及方法-CN202310150673.4在审
发明人：刘洪亮;刘洋;周申;李术才;李利平;周宗青;成帅;范宏运;杨光宇 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01B7/16 文献下载
摘要：本发明公开的一种锚杆和锚固体协同变形的全场应变测量系统及方法，其中的测量系统包括图像采集装置、试验台、透明锚固体和锚杆，锚杆位于透明锚固体内部，在锚杆上和透明锚固体内沿锚杆轴线方向设置数字散斑；试验台，用于进行锚杆和透明锚固体的协同变形试验；图像采集装置，用于在锚杆和透明锚固体协同变形试验过程中，对数字散斑进行图像采集，获取数字散斑图像。能够实现锚杆和锚固体协同变形过程中全场应变特性的准确分析。
一种锚固体协变形全场应变测量系统方法

[发明专利]一种隧道掌子面稳定性监测方法及系统-CN202211519322.8在审
发明人：刘洪亮;杨光宇;周宗青;姜新波;成帅;范宏运;刘洋;邹浩;王心宇 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明涉及岩土工程灾害监测技术领域，提供了一种隧道掌子面稳定性监测方法及系统，包括：获取包含掌子面区域的图片；基于获取的图片，识别并提取出掌子面的结构面，得到掌子面结构面分布情况，并根据掌子面结构面分布情况进行块体的识别；根据掌子面结构面分布情况及块体识别结果对掌子面进行区域划分，并根据掌子面区域划分设定多普勒激光雷达测振系统监测点密度，以使多普勒激光雷达测振系统基于监测点密度获取监测点的掌子面的位移和速度；对于每个监测点，基于掌子面的位移和速度，计算掌子面的固有振动频率，并融合掌子面的速度与固有振动频率，预测隧道掌子面稳定性。有效提高了掌子面稳定性判识速度与精度，为隧道工程安全建设保驾护航。
一种隧道掌子面稳定性监测方法系统

[发明专利]一种全自动伸缩传感器布置装置及方法-CN202211040671.1在审
发明人：刘洪亮;邹浩;姜新波;成帅;杨光宇;武宗一;范宏运;李尚安;冀笑瑀 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种全自动伸缩传感器布置装置及方法，包括圆筒状固定外壳，所述圆筒状固定外壳一端开口处连接有挡板，所述挡板内表面、深入圆筒状固定外壳内设置有可伸缩杆，所述可伸缩杆上设置有压力传感器；挡板外沿设置有控制所述可伸缩杆改变长度的控制器；圆筒状固定外壳能够沿轴线方向放入钻孔内，控制器控制所述可伸缩杆的长度，将放置于圆筒状固定外壳内、可伸缩杆顶部的传感器顶入钻孔深部，所述控制器被配置为当所述压力传感器的检测值达到设定值时，停止动作。本发明可用于隧道建设等地下工程施工过程中，快速布置传感器，采集围岩中的地质力学信息，研究施工过程中力学、塌方和围岩变形规律，有利于实际工程的安全施工和灾害预警。
一种全自动伸缩传感器布置装置方法

[发明专利]一种隧道围岩稳定性非连续变形分析方法及系统-CN202211013039.8在审
发明人：刘洪亮;范宏运;姜新波;郭永建;杨光宇;屠文锋;周申;刘洋;邹浩 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明提供一种隧道围岩稳定性非连续变形分析方法及系统，发射地震波信号在断层等非连续结构面处产生发射现象，依据反射信号分析岩体结构面几何参数及岩石的物理力学参数；根据分析需求，构建三维非连续数值计算模型，依据得到的几何参数，在计算模型中添加岩体结构面；模拟隧道开挖完成后的围岩块体变形以及运动过程，并实时监测每个块体的竖向位移，将竖向位移大于设定值的划分为垮塌块体，否则为安全块体；基于模拟结果，预测分析隧道掌子面前方围岩出现块体垮塌灾害的高风险区域。本发明融合地震波探测数据，可实现隧道掌子面前方围岩块体垮塌灾害预测分析。
一种隧道围岩稳定性连续变形分析方法系统

[发明专利]一种隧道围岩垮塌灾害模拟试验装置及方法-CN202110558353.3有效
发明人：刘洪亮;范宏运;李利平;周宗青;成帅;李术才;张延欢;杨光宇;冀笑瑀;刘洋 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-05-21 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01J5/48 文献下载
摘要：本发明涉及一种隧道围岩垮塌灾害模拟试验装置及方法，包括：支架：支架设有加载件，用于对其内部的围岩试样施加围压荷载；升降板：与升降驱动件连接，升降驱动件固定在支架上，升降驱动件能够带动升降板在围岩试样内预留的升降缝内做升降运动，从而改变升降板与围沿试样隧洞中的预制块的接触面积，模拟隧道开挖过程；供水机构：包括水箱，水箱能够与支架内部围岩试样贴合设置并且与支架锁紧固定，水箱设有与隧洞相匹配的出水口，水箱能够通过泵体与外部水源连接，采用本发明的试验装置能够模拟水岩耦合作用下垮塌灾害模拟。
一种隧道围岩灾害模拟试验装置方法

[发明专利]基于固有振动频率的隧道围岩块体垮塌监测方法及系统-CN202111044213.0有效
发明人：刘洪亮;杨光宇;李术才;李利平;范宏运;成帅;李尚安;冀笑瑀;刘洋 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-09-07 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本公开提出了基于固有振动频率的隧道围岩块体垮塌监测系统，包括：隧道激光测振系统、无线振动监测系统和块体垮塌灾害预测系统；所述激光测振系统针对隧道开挖揭露出的危险块体，采集危险块体的固有振动频率，用于快速判别危险块体的稳定状态；所述无线振动监测系统针对支护后的危险块体，实时监测危险块体的固有振动频率，并将监测数据实时传输至块体垮塌灾害预测系统；所述块体垮塌灾害预测系统用于预测隧道围岩块体垮塌风险。
基于固有振动频率隧道围岩块体监测方法系统

[发明专利]基于非连续变形分析的隧道危险块体判识及靶向加固方法-CN202210586102.0在审
发明人：刘洪亮;赖永标;范宏运;侯健;李术才;吴强铃;杨光宇;李雄;刘洋;任正涛 -专利权人：山东大学;中建铁投轨道交通建设有限公司
申请日： 2022-05-27 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本公开提出了基于非连续变形分析的隧道危险块体判识及靶向加固方法，包括：根据模拟工程的实际条件，设置计算模型的固定点、加载点、监测点、节理参数、孔洞参数、地应力、系统锚杆参数等信息，构建非连续计算模型；基于非连续变形分析方法模拟隧道开挖完成后的围岩块体变形以及运动过程，并实时监测每个块体的竖向位移，若大于设定值则划分为垮塌块体，否则为安全块体，记录危险块体编号；根据垮塌块体在初始条件下的位置，检索穿越垮塌块体的系统锚杆，逐次延长该部分锚杆长度，直到所有块体均为安全块体，以此确定锚杆的长度，实现隧道危险块体的靶向加固。
基于连续变形分析隧道危险块体靶向加固方法

[发明专利]一种基于曲线拟合的地表监控量测方法-CN201711348231.1有效
发明人：李利平;范宏运;刘洪亮;宋曙光;陈云娟;成帅;刘振华;郑新雨 -专利权人：山东大学
申请日： 2017-12-15 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G01C5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于曲线拟合的地表监控量测方法，测量地表监测点的X、Y、Z三轴的坐标值，对三轴坐标值进行记录，利用各监测点的三轴坐标值建立地表的监测模型，得到地表监测点曲线，将后续测量的各监测点三轴坐标值输入监测模型中，相应地建立每次测量的曲线模型，对比不同时刻的曲线模型，确定点与点之间的距离变化值以及地表曲面的整体变形值。本发明能够实时监测单个地表点、多个地表点连成的监测线以及多条监测线形成的监测区域，保障监测效果的准确性、实时性以及可靠性。
一种基于曲线拟合地表监控方法

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