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[实用新型]一种超前水平钻机与声波探测一体化的成像装置-CN202320195387.5有效
发明人：刘征宇;李晓兵;顾钧锐;刘嘉雯;董昭;杨峰;张凤凯;卿光辉;李行星;蔡玉梅;姚文峰 -专利权人：新疆额尔齐斯河投资开发（集团）有限公司;山东大学
申请日： 2023-02-08 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本实用新型公开一种超前水平钻机与声波探测一体化的成像装置，包括：钻头、随钻声波探测器和钻杆；所述随钻声波探测器包括声波发射器、阵列声波接收器和随钻套筒；所述随钻套筒的两端分别连接钻头和钻杆；所述随钻套筒采用双层中空设计，在内层设有声波发射器，在外层设置阵列声波接收器。将由声波发射器和阵列声波接收器组成的声波探测集成装置与超前水平钻机进行一体化设计，提高传统水平钻机的利用效率，节约施工时间。
一种超前水平钻机声波探测一体化成像装置

[发明专利]一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法-CN202211454489.0在审
发明人：丁万涛;文毅然;曹凯;刘斌;张凤凯;张琦;刘宇婷;徐天婧;黄兴行 -专利权人：山东大学;哈尔滨地铁集团有限公司
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： E02D27/48 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法，属于桩基托换技术领域，包括托换桩，托换桩顶部与托换大梁固定连接；所述托换桩由上至下分为首段、中段和尾段，托换桩在首段和中段设有钢筋笼，尾段设置多根通底主筋以支撑钢筋笼；所述托换大梁设有托换大梁主筋，托换大梁主筋布置于托换大梁梁底和梁顶，托换大梁梁底和梁顶之间布置托换大梁分布筋，托换大梁主筋和托换大梁分布筋通过托换大梁拉筋绑扎。其能够为大扰动盾构隧道穿越既有桥桩提供更精细的托换桩配筋方案，且保证该结构强度高，构件与构件之间连接性强。
一种适用于隧道桩基桩基础结构方法

[发明专利]用于钻孔雷达探测的四方向单极子定向天线系统及方法-CN202011500904.2有效
发明人：刘斌;姜雨辰;张凤凯;李文翰;范克睿;王佳兴 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-12-17 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H01Q1/50 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于钻孔雷达探测的四方向单极子定向天线系统及方法,包括钻孔雷达定向天线系统、顺次馈电装置、钻孔内行走装置和线缆传送装置，其中：所述钻孔雷达定向天线系统包括四方向定向发射单极子天线组，全向接收天线及套管，四方向定向发射单极子天线组用于依次向每个方向定向辐射电磁波，所述全向接收天线用于接收所述反射波，四方向定向发射单极子天线组和全向接收天线都设置于套管内；顺次馈电装置用于顺序控制所述钻孔雷达定向天线系统，以依次向同一深度不同方向定向辐射电磁波，实现无需旋转的探测；孔内行走装置设置于套管外侧，带动整个所述钻孔雷达定向天线系统在钻孔内移动；线缆传送装置用于将所述钻孔雷达定向天线系统的探测结果传输至地面上设置的处理器以及顺次馈电装置。本发明无需旋转即可向多方向定向，直径尺寸小于工程钻孔尺寸，且定向性能稳定、不产生互耦。
用于钻孔雷达探测方向单极定向天线系统方法

[发明专利]运行和封场垃圾填埋场的渗漏探测与补漏装置及实施方法-CN202211560085.X有效
发明人：薛强;万勇;刘征宇;刘斌;陈之祥;张凤凯;刘磊;刘凯 -专利权人：山东大学;中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G01M3/16 文献下载
摘要：本发明公开一种运行和封场垃圾填埋场的渗漏探测与补漏装置及实施方法，渗漏探测装置包括管道牵引机器人、流体有机物荧光监测模块、多点位偶极子封装电缆、大功率场外回流电极和总控分析系统；补漏装置包括电化学阳极注射管、胶凝稳压注浆桶、场外阴极引流器。本发明的运行和封场垃圾填埋场的渗漏探测与补漏装置及实施方法的原理是：通过填埋场底部渗滤液导排层与土工膜的距离最优导电原则，结合矩阵式电位的探测实现了填埋场漏洞的精细探测；基于改性浆液由阳极向阴极运移的动力行为，结合土工膜漏洞探测电流传输规律，实现了基于原位近距注浆的土工膜漏洞自修复。
运行垃圾填埋场渗漏探测补漏装置实施方法

[发明专利]一种适用于TBM施工的隧洞反坡排水系统-CN202211602917.X在审
发明人：司富安;刘征宇;蔡玉梅;王成坤;张凤凯;高超;张永恒 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-12-13 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21F16/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于TBM施工的隧洞反坡排水系统，包括：泵站包括若干排污泵、潜水泵，用于在正常排水阶段连接小功率水泵进行抽排，在应急排水阶段连接大功率水泵进行抽排；污水箱，用于存储TBM施工产生的设备废水；TBM物料转换洞集水仓，用于在正常排水阶段收集并配合所述若干排污泵排出设备废水，在应急排水阶段用作不良地层少量涌水的临时集水仓；集水坑，用于排出已完成隧洞后方的渗水涌水；三级沉淀池，用于对TBM施工产生的废水进行沉淀处理；本发明还包括若干条排水管路。本发明配置的应用于应急排水阶段的管路，适用于隧道施工过程中的的临灾状态，用于排出TBM施工掌子面附近渗涌水及突涌水。
一种适用于 tbm 施工隧洞排水系统

[发明专利]一种深埋长隧道粉尘及有害气体监测与智能调控系统-CN202310076542.6在审
发明人：司富安;白鹏;刘征宇;张凤凯;张永恒;王成坤;董昭 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-08 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种深埋长隧道粉尘及有害气体监测与智能调控系统，包括：数据采集模块，用于采集隧道内粉尘和有害气体的实时浓度数据；数据双重传输模块，用于将实时浓度数据传输至超前预报模块；超前预报模块，用于通过神经网络预测前方岩体开挖后掌子面附近的有害气体浓度，获得预测数据；智能决策模块，用于根据预测数据进行风险等级评定，根据评定结果进行自动应急调控直至隧道内的粉尘及有害气体浓度降低至预设安全阈值以下。本发明能够实现隧道全洞段范围内的粉尘及有害气体的全自动、实时监测，可监测的有害气体种类多，监测信息同步采集、有线‑无线双重传输，速度快，精度高。
一种深埋长隧道粉尘有害气体监测智能调控系统

[发明专利]隧道环境下毫米波雷达收集掌子面地质情况的设备与方法-CN202211597715.0有效
发明人：司富安;刘嘉雯;刘征宇;张凤凯;张永恒;白鹏;高超 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： G01S13/89 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道环境下毫米波雷达收集掌子面地质情况的设备与方法。首先，确定目标对象以及设备所处于的位置，然后，使用阵列发射天线发射毫米波，以及阵列接收天线接收反射回波，根据收发的时间差测得目标的位置数据和相对距离，同时，存储相关数据信息。将全息成像算法引入到近程毫米波成像中，最后根据成像结果输出灰阶图，根据灰阶图的边缘特征提取算法，输出断层信息。本发明克服了传统隧道环境下，光线条件差，灰尘影响成像条件的困难，有效提高了分辨率和成像质量。
隧道环境毫米波雷达收集掌子面地质情况设备方法

[发明专利]基于深度学习的地震多发区隧道风险决策方法及系统-CN202211629044.1在审
发明人：司富安;刘征宇;刘嘉雯;董昭;张凤凯;曹帅安;王成坤 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的地震多发区隧道风险决策方法及系统，其中方法包括：建立地震多发区隧道的样本数据集；构建并训练神经网络模型，得到训练好的神经网络模型；将样本数据集输入至训练好的神经网络模型，输出预测结果，其中预测结果包括：隧道环向峰值应力和围岩形变量；基于预测结果，根据隧道风险等级，得到隧道围岩支护形式。系统包括：数据采集模块、模型训练模块、预测输出模块及风险决策模块；其中数据采集模块、模型训练模块、预测输出模块及风险决策模块依次连接。本发明能够针对不同的风险等级提供专属的智能决策，有效指导围岩的支护，保证施工的安全。
基于深度学习地震多发隧道风险决策方法系统

[发明专利]搭载于TBM上的激震装置多自由度支架、激震装置与方法-CN202011109724.1有效
发明人：杨为民;郭旭;孙法合;张凤凯;高雪池;杨森林;李阳;解冬东 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-16 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G01V1/04 文献下载
摘要：本发明属于地震波法地质探测技术领域，提供了一种搭载于于TBM上的激震装置多自由度支架、激震装置与方法。其中，搭载于TBM上的激震装置多自由度支架包括：滑轨、基座、控制模块、机械臂、旋转法兰和旋转模块；滑轨安装在TBM主梁两侧，基座可沿滑轨在隧道轴线方向前后移动；机械臂安装在基座上，机械臂的长度及角度均可调；旋转法兰安装在机械臂上，旋转法兰用于固定激震装置；控制模块通过相应驱动机构与基座和机械臂分别相连，用于控制基座移动及机械臂动作；控制模块还与旋转模块相连，旋转模块与旋转法兰相连，用于控制旋转法兰旋转，以调整激震装置与隧道壁之间的角度。其可实现激震装置在TBM隧道支护时避开支护位置移动到有效激震作业位置。
搭载 tbm 装置自由度支架方法

[发明专利]一种混凝土介电常数反演与病害识别方法及系统-CN202110706142.X有效
发明人：王正方;刘涵池;王静;蒋鹏;雷鸣;隋青美;张凤凯 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G01N27/22 文献下载
摘要：本发明提供了一种混凝土介电常数反演与病害识别方法及系统，对不同应用场景的地质雷达设备提取实际发射子波信号，将其作为仿真建模源子波信号进行正演，生成相应的地质雷达剖面图，其同建立的介电常数分布图和目标类别标签形成数据对，构成仿真训练数据集；构建地质雷达智能反演与识别模型，基于仿真训练数据集，训练所述地质雷达智能反演与识别模型；建立真实训练数据集，基于真实训练数据集和迁移学习方法微调所述地质雷达智能反演与识别模型；利用微调后的地质雷达智能反演与识别模型对真实雷达检测数据进行介电常数反演和病害识别。本发明解决了拼接位置病害形态与介电常数数值的不连续问题，适用于任意长度连续测线地质雷达数据处理。
一种混凝土介电常数反演病害识别方法系统

[发明专利]隧道结构病害多尺度检测与智能诊断系统及方法-CN202080010321.3有效
发明人：李术才;刘斌;王正方;蒋鹏;张凤凯;刘涵池 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G01N21/88 文献下载
摘要：本公开提供了一种隧道结构病害多尺度检测与智能诊断系统及方法。其中，隧道结构病害多尺度检测与智能诊断系统，包括行走部；支撑部，其设置在行走部上；所述支撑部包括可旋转伸缩台架，可旋转伸缩台架上设置有并行工作的双机械臂；检测部，其安装在支撑部上，用于对隧道结构同一位置不同深度范围的表观病害和内部病害进行多尺度检测，并将检测的病害信息传送至控制部；控制部，其被配置为构建基于深度神经网络的病害诊断模型；利用历史表观病害和内部病害信息构建数据集，训练基于深度神经网络的病害诊断模型；实时接收多尺度检测信息并自动识别出内部及表观病害的类型、位置、轮廓及介电属性。
隧道结构病害尺度检测智能诊断系统方法

[发明专利]TBM隧道环境下的瞬变电磁抗干扰探测方法与系统-CN202011065740.5有效
发明人：李文翰;王佳兴;张凤凯;解冬东;姜雨辰;高雪池;马川义 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明属于地下工程领域，提供了一种TBM隧道环境下的瞬变电磁抗干扰探测方法与系统。其中，TBM隧道环境下的瞬变电磁抗干扰探测方法包括在掌子面上设置两个相互平行的电偶极子源，并连接这两个电偶极子源，实现瞬变电磁场的发射；在掌子面上的两电偶极子源之间均布若干电场观测点；在每个电场观测点处布设接收电极，并与发射电极连接，形成接收阵列；在两个相互平行的电偶极子源中通电；在电场观测点上采集平行于辐射源方向的二次电场分量，用于对隧洞附近地质体的相关物理参数进行解释。其通过在掘进面上布置多电性辐射源及阵列式的接收电极，能够提高探测深度和信噪比，同时提高不良地质体的分辨率。
tbm 隧道环境电磁抗干扰探测方法系统

[发明专利]井下钻孔核磁共振探测装置与工作方法-CN202111397585.1在审
发明人：范建国;邓朝阳;徐加利;张凤凯;孙翔 -专利权人：山东能源集团有限公司;山东大学
申请日： 2021-11-23 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： G01V3/32 文献下载
摘要：本发明属于岩土探测领域，提供了一种井下钻孔核磁共振探测装置与工作方法。其中，该装置包括发射系统、发射线圈、接收系统、接收探头、控制系统和处理器；所述控制系统与发射系统和接收系统分别相连；所述发射系统与发射线圈相连，所述发射线圈布设在掌子面上，用于发射设定频率及幅值的脉冲信号；所述接收系统与接收探头相连，所述接收探头设置在掌子面的钻孔内，用于采集所述脉冲信号的回波信号，并经接收系统传送至处理器；所述处理器用于根据回波信号得到探测结果数据并分析成像，识别出地下水源。
井下钻孔核磁共振探测装置工作方法

[发明专利]一种矿井底板水源核磁共振探测装置及其工作方法-CN202111397587.0在审
发明人：李伟;张凤凯;孙希奎;刘征宇;范建国 -专利权人：山东能源集团有限公司;山东大学
申请日： 2021-11-23 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： G01V3/32 文献下载
摘要：本公开提供了一种矿井底板水源核磁共振探测装置及其工作方法，包括主机，主机与发射系统连接，用于向发射系统发送发射指令，以控制所述发射系统向与其连接的发射线圈发射脉冲，驱动设置于矿井底板区域的发射线圈工作，以探测水源；接收线圈布置于发射线圈的下方，用于接收回波信号，接收系统与接收线圈连接，主机与接收系统连接，用于对预处理后的回波信号进行信号处理，提取电阻率分布特征和核磁共振核函数三维分布特征，根据两种分布特征，采用迭代算法反演三维含水率分布，且在反演过程中引入全变分项以降低反演多解性，得到矿井底板水源的三维位置和形态特征；本公开能够进行施工矿井中底板灾害水源的定量化预报。
一种矿井底板水源核磁共振探测装置及其工作方法

[发明专利]基于核磁共振与电阻率联合的矿井灾害水源动态监测方法-CN202111397588.5在审
发明人：刘征宇;裴文兵;卫伟;张凤凯;隋建才;郭一凡;丁向南 -专利权人：山东大学;山东能源集团有限公司
申请日： 2021-11-23 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： G01V11/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于核磁共振与电阻率联合的矿井灾害水源动态监测方法，获取目标探测区域分别采用核磁共振法及电阻率法获得的两类地球物理探测数据；根据电阻率法探测到的数据，通过电阻率四维反演成像技术提取其电性信息，确定电性模型，对电性模型进行网格化，将网格化后的模型作为初始模型；构建考虑初始模型、空间光滑约束和时间光滑约束的目标函数，基于核磁共振法探测到的数据，进行核磁共振四维反演，对目标函数采用非线性拟合方法优化，不断迭代，直到满足设定要求，获得联合反演结果，得到地层的含水率、水量信息。本发明能够保证反演结果更加准确。
基于核磁共振电阻率联合矿井灾害水源动态监测方法

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