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[发明专利]平衡孔间敏感性的跨孔电阻率CT深度学习反演方法及系统-CN202010269126.4有效
发明人：蒋鹏;刘斌;庞永昊;刘征宇;聂利超;郭谦;闫冰 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本公开提供了一种平衡孔间敏感性的跨孔电阻率CT深度学习反演方法及系统，包括：通过数值模拟，构建包括多组孔中电极点电位值‑地电模型图数据对的数据库；对电位数据预处理，提取全局特征向量，进而获取局部特征图；在损失函数中增加用于平衡孔间敏感性的补偿项，构造深度学习网络，对深度学习网络进行训练，以确定电位数据与地电模型的映射关系，将采集的电位数据的局部特征图输入深度学习网络的卷积层，得到该组孔中电极点电位值对应的地电模型图，实现反演。
平衡敏感性电阻率 ct 深度学习反演方法系统

[发明专利]数据深度变化特征自适应的二维电阻率反演方法及系统-CN202010269141.9有效
发明人：刘斌;蒋鹏;郭谦;刘本超;聂利超;刘征宇;汤宇婷 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本公开提供了一种数据深度变化特征自适应的二维电阻率反演方法及系统，构建不同地电模型的视电阻率‑电阻率模型数据对的数据集；构造不同层位深度的卷积核振幅和偏移量根据电阻率深度变化特征自适应可变的自适应卷积网络；构造携带电阻率数据项垂向权重的反演损失函数，利用所述数据集，对所述反演损失函数控制的自适应卷积网络进行训练，建立视电阻率数据与电阻率模型间的映射关系；将观测视电阻率数据输入训练后的自适应卷积网络，通过建立的映射关系输出电阻率成像结果，实现地表二维电阻率深度学习反演，能够有效提高反演质量，尤其是深部区域的反演精度。
数据深度变化特征自适应二维电阻率反演方法系统

[发明专利]应用于激发极化超前预报系统的推杆、系统及其控制方法-CN202210991595.6在审
发明人：李尧;曹弘毅;李阳;许新骥;聂利超;刘学斌 -专利权人：山东大学;山东百廿慧通工程科技有限公司
申请日： 2022-08-18 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明属于地质探测技术领域，提出了一种应用于激发极化超前预报系统的推杆、系统及其控制方法，包括法兰座，一端固定有磁吸接线座，另一端固定有电机，电机连接有传动轴，传动轴上通过螺纹配合套设在传动轴上的伸缩杆；电极，固定在伸缩杆远离电机的一端；不进行超前预报探测时，电极位于刀盘的放置孔内；进行超前预报探测时，可通过磁吸接线座与外部电源的连接使得电机和电极通电；在电机的作用下，传动轴带动伸缩杆动作，将电极送出刀盘的放置孔进行超前预报探测；本发明中的推杆属于一种电动推杆，避免了采用液压油缸式伸缩杆时存在的液压管路及阀块容易损坏，以及需要人工将刀盘后的液压管路与刀盘上的液压管路进行连接等问题。
应用于激发极化超前预报系统推杆及其控制方法

[发明专利]隧道超前地质预报异常体三维标注绘制方法及系统-CN202011102204.8有效
发明人： 聂利超;陈安太;王凯;孙法合;周维;左志武;马钊 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-15 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06T17/05 文献下载
摘要：本公开提供了一种隧道超前地质预报异常体三维标注及绘制方法及系统，对预报体切片进行二维标记；根据二维切片上的标记，将所标记的离散点连接绘制出由三角面片组成的二维图形；根据绘制的二维图形寻找图形的边界点；根据二维边界点对应的三角形边长，自动判断出二维图形类型，为下凹，求取下凹的边界点，为凸起，直接求取边界点；将寻找的边界点做极坐标排序，包含所有边界点，并在包含的曲线上均匀的采集若干点，作为不同截面相连接的点；将所有的二维切片依次进行上述标注，将所有切面上的各个不同截面相连接的点相连接，组成三维体；添加纹理映射，将三维立体顶点通过平面展开，并映射到二维平面上，实现三维异常体纹理映射，立体显示异常体。
隧道超前地质预报异常三维标注绘制方法系统

[发明专利]一种岩心波速和电阻率测试试验装置及方法-CN202211426287.5在审
发明人： 聂利超;宋志成;张石磊;丁瑞;马振东;张铎 -专利权人：山东大学;内蒙古引绰济辽供水有限责任公司
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01N29/07 文献下载
摘要：本发明提供了一种岩心波速和电阻率测试试验装置及方法，包括固定架、岩心夹持器和测试设备，所述固定架上设置有滑轨，所述岩心夹持器包括两个，通过滑轨滑动设置在固定架上，两个岩心夹持器相对设置，且间距可调；所述岩心夹持器呈横向设置的圆筒状，圆筒筒壁上圆周设置有多个弹簧，所述弹簧上设置有固定件，以弹性抵接待测岩心试样；所述岩心夹持器圆筒筒底设置有一容纳部，所述容纳部用于设置有测试设备，以进行波速测试或电阻率测试。本发明能够综合的测定岩石的电阻率和波速，并且可以适用于不同直径，不同长度的岩心，以及破碎试样。
一种岩心波速电阻率测试试验装置方法

[发明专利]一种用于隧洞电法超前探测的电极装置及方法-CN202211427891.X在审
发明人： 聂利超;李元成;张石磊;岑坤旺;孙国强;张铎 -专利权人：山东大学;内蒙古引绰济辽供水有限责任公司
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： G01V3/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于隧洞电法超前探测的电极装置及方法，包括电极、胀管和封堵装置，电极为表面带有螺纹的长轴螺杆，外侧套有胀管；电极的顶端设置有变径的圆台结构，所述胀管与圆台结构连接处圆周设置有若干缝隙，以具有一定的弹性，和所述圆台结构变径适配；长轴螺杆和胀管上均圆周设置有若干孔；胀管的另一端设置有螺母，螺母内侧设置有和所述螺纹匹配的螺纹结构；长轴螺杆内设置有通孔，所述通孔内活动设置有用于推进耦合剂的活塞芯杆；封堵装置套设于所述胀管外侧，能够沿所述胀管滑动，以封堵所述胀管上的孔。本发明能够在进一步的提高电极与围岩的耦合性，并且方便拆卸，还可以对电极在掌子面的位置精准定位。
一种用于隧洞超前探测电极装置方法

[发明专利]基于孔中电偶极子发射的超前观测方法与装置-CN202110550837.3有效
发明人：刘征宇;董昭;聂利超;马钊;张希诚;邓朝阳;肖晴侠;高乐;宋志成 -专利权人：山东大学;山东能源集团有限公司
申请日： 2021-05-18 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于孔中电偶极子发射的超前观测方法及系统，对待探测区域进行先期的地质分析，结合现有的地质资料和已开挖隧道的状况，初步圈定致灾含水体可能存在的范围；选择合适的位置打入钻孔，选择钻孔与掌子面的交界点作为原点建立频率域激发极化三维坐标系，在孔内阵列式布设电偶极子，在掌子面上阵列式布设接收电极，所有接收电极顺序进行采集，获取视电阻率，根据收集到的视电阻率数据，进行数据处理分析，得到前方致灾含水体的方位和三维形态。本发明能够克服隧道内空间狭小的问题，同时发射源放置在钻孔内，更加靠近掌子面前方含水体，能够获得更加精准的结果。
基于电偶极子发射超前观测方法装置

[发明专利]基于双导向指示组合的隧道直流电阻率反演网格优化方法-CN202210726851.9在审
发明人： 聂利超;邓朝阳;李元成;宋志成;郭一凡;裴文兵 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提出了基于双导向指示组合的隧道直流电阻率反演网格优化方法，包括：初步锁定异常体区域；对初步锁定异常体区域进行区域优化计算，确定最终的异常体区域；在确定异常体区域后，即锁定各异常体内区域的单元，然后根据各异常体区域范围预估异常体外边界所占的单元数量，并以此确定各异常体区域边界单元选取比例；计算反演区域模型梯度指示因子，将反演区域的单元进行排序，按照边界选取比例，锁定各异常体的边界区域；在锁定异常体及边界区域后，然后对该区域的网格依次进行一次加密和多次加密，优化反演网格。可较准确圈定异常体及其边界区域单元，并对该区域的网格进行自适应加密，够更为高效的优化反演网格，提高反演网格质量。
基于导向指示组合隧道直流电阻率反演网格优化方法

[发明专利]基于可变网格的隧道直流电阻率自适应反演方法及系统-CN202210724348.X在审
发明人： 聂利超;邓朝阳;于洪岷;宋志成;裴文兵;郭一凡 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G01V3/38 文献下载
摘要：本发明公开一种基于可变网格的隧道直流电阻率自适应反演方法及系统，包括：根据构建的隧道直流电阻率正反演模型，得到理论观测数据；构建隧道直流电阻率的自适应反演目标函数，根据理论观测数据与实际观测数据的比较结果，采用自适应反演目标函数得到新模型参数；对反演区域进行网格划分，根据模型参数变化量和模型梯度因子确定异常体区域和异常体边界区域，并对异常体区域及异常体边界区域进行网格加密；在网格加密后更新反演区域，根据新模型参数和模型参数转换矩阵更新隧道直流电阻率正反演模型，直至达到反演迭代结束条件，并以此得到更新后的反演区域的隧道直流电阻率分布图像。提高隧道前方含水构造的成像与定位精度。
基于可变网格隧道直流电阻率自适应反演方法系统

[发明专利]一种风化花岗岩地层TBM刀盘卡机预测方法及系统-CN202210597736.6在审
发明人：司景钊;张俊;贾建波;聂利超;杜毓超 -专利权人：中铁隧道局集团有限公司;山东大学
申请日： 2022-05-30 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： E21D9/087 文献下载
摘要：本发明公开了一种风化花岗岩地层TBM刀盘卡机预测方法及系统，包括：获取TBM掘进过程中影响TBM刀盘卡机的机械参数；建立物探参数与力学参数的关系模型，通过隧道超前地质预报收集掌子面前方的物探参数，利用关系模型得到相对应的力学参数，计算出围岩完整性系数；基于所述力学参数、围岩完整性系数、初始地应力以及机械参数，利用训练好的全连接神经网络模型，得到TBM扭矩，将所述TBM扭矩与额定扭矩值进行比较，判断TBM刀盘是否会发生卡机。本发明针对TBM刀盘卡机问题，建立刀盘卡机预测模型，并确定影响TBM刀盘卡机的力学参数和机械参数，能够预测得到TBM刀盘扭矩，将该TBM刀盘扭矩与扭矩额定值进行比较，预测刀盘是否会发生卡机。
一种风化花岗岩地层 tbm 刀盘卡机预测方法系统

[发明专利]隧道掌子面发射的频率域激发极化超前探水方法与装置-CN202110542260.1有效
发明人： 聂利超;董昭;刘征宇;马钊;张若祥;邓朝阳;肖晴侠;孙翔;宋志成 -专利权人：山东大学;山东能源集团有限公司
申请日： 2021-05-18 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G01V3/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种隧道掌子面发射的频率域激发极化超前探水方法及系统，对待探测地区进行地质分析，结合隧道前期开挖情况、已有地质资料及现场数据，圈定可能存在的致灾含水体大致范围，方便接下来的探测；建立频率域激发极化三维坐标系，将电偶源布置在掌子面上，接收电极点排布在掌子面后方；给电偶源供高频的交流电，每隔固定时间进行一次采集，所有接收电极全部采集一次，获取视电阻率；根据采集的视电阻率数据，反演出三维图像，确定致灾含水体的位置和三维形态；本发明可以反映出致灾含水体的三维形态与边界，显著提高了超前探水的距离，提高了超前预报准确性和可靠性。
隧道掌子面发射频率激发极化超前方法装置

[发明专利]一种敞开式TBM穿越不良地质刀盘卡机预测方法及系统-CN202011468208.8有效
发明人：刘斌;宋志成;聂利超;刘征宇;沈俊锋;邓朝阳 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明提供了一种敞开式TBM穿越不良地质刀盘卡机预测方法及系统，建立TBM刀盘卡机力学模型；基于所述卡机力学模型，分析发生刀盘卡机时，刀盘受到摩擦力矩，建立TBM刀盘卡机从定性到定量的表达；根据TBM卡机力学表达式，分析TBM刀盘卡机的机理，获得影响TBM卡机的主控地质参数的关系映射；确定地球物理法以及超前钻探获得的探测结果与主控地质参数的关系，基于现场实际刀盘卡机案例，根据当时获得的探测结果训练神经网络模型；获取实际探测结果，将探测结果加入到训练好的神经网络模型中，得到TBM刀盘卡机的概率，本发明能够提前感知前方隧道施工卡机的概率，为TBM隧道修建提供保障，减少TBM刀盘卡机的次数，保证TBM安全、高效地施工。
一种敞开 tbm 穿越不良地质刀盘卡机预测方法系统

[发明专利]适用于城市环境的车载移动式电阻率探测系统及工作方法-CN201810623440.0有效
发明人：刘征宇;范克睿;聂利超;刘沈华;庞永昊;王宁 -专利权人：山东大学
申请日： 2018-06-15 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G01V3/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于城市环境的车载移动式电阻率探测系统及工作方法，本发明能够实现无损地面式电阻率勘探，利用车载的方式灵活布置勘探测线以实现探测系统布置，并且降低杂散电信号干扰以适应城市复杂噪声环境。本发明针对城市地下空间开发与建设过程中的工程需求，结合并发挥移动式车载系统的优势，充分利用城市路面环境、提高作业效率。
适用于城市环境车载移动式电阻率探测系统工作方法

[发明专利]一种基于混合网格的隧道电阻率建模方法及系统-CN202111442952.5在审
发明人： 聂利超;邓朝阳;陈安东;宋志成;裴文兵;郭一凡 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-11-30 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于混合网格的隧道电阻率建模方法及系统，确定需要进行建模隧道的物理尺寸、实际形状、供电和采集电极位置及可能出现的不良地质区域；根据隧道实际形状和尺寸建立有限元几何模型；对有限单元几何模型进行网格剖分，对供电、采集电极位置及可能出现的不良地质区域进行非结构四面体网格局部加密剖分，其它均匀围岩介质采用非规则六面体进行网格剖分，形成优化后的模型；对优化后的模型各单元的质量参数进行检查，对单元形状进行迭代优化，使得不同尺寸和不同类型单元之间过渡均匀，直至所有单元满足质量要求，本发明可以较好地拟合复杂结构型式，大程度降低了模型离散化误差和提高实际隧道复杂环境电阻率法的正演精度。
一种基于混合网格隧道电阻率建模方法系统

[发明专利]基于深度分辨率的隧道电阻率超前探测优化方法及系统-CN202011105343.6有效
发明人：刘征宇;白鹏;张永恒;高雪池;许孝滨;庞永昊;马川义;聂利超 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-15 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G01V3/00 文献下载
摘要：本公开提供了一种基于深度分辨率的隧道电阻率超前探测优化方法及系统，将采集的所有电极测量数据整合为综合集，计算综合集的模型分辨率矩阵，从综合集中选择若干电极测量数据形成初始集；将不在初始集中电极的测量数据添加到初始集中，形成多个临时子集；根据模型分辨率矩阵，计算每个临时子集的深度分辨率平衡优度函数，选择深度分辨率平衡优度函数值最优的临时子集作为新的初始集，判断此时的初始集的平均相对模型分辨率是否满足优化要求；若不满足要求，则不断更新临时子集，否则输出此时的初始集；根据更新后的初始集确定掌子面测量电极的数目和位置，得到优化后的钻孔电阻率超前探测的有效观测模式。
基于深度分辨率隧道电阻率超前探测优化方法系统

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