[发明专利]一种厚层地下冰退化监测系统及控制评价方法

摘要

一种厚层地下冰退化监测系统及控制评价方法。其中系统包括剪切波发生器、若干个检波器、设置孔、无线控制器和后台服务器；本发明提供的厚层地下冰退化监测系统及控制评价方法具有如下优点：1)实施方便。钻孔后布设采集设备属于常规施工工艺，易于现场实施。2)动态采集。可根据采集计划远程遥控现场进行测试，实现测试数据的实时采集，实时分析。3)结果可靠性高。利用剪切波在不同介质间的传播特征，测试厚层地下冰上下冰层的位置变化，从而判断出厚层地下冰的退化程度。

主权项

1.一种厚层地下冰退化监测系统的评价方法，所述的厚层地下冰退化监测系统包括剪切波发生器(1)、若干个检波器(2)、设置孔(3)、无线控制器(4)和后台服务器；其中设置孔(3)是从地面向下垂直形成的孔洞，下端位于上冰层(5)和下冰层(6)之间，至少有两个，两个或多个设置孔(3)间隔设置，其中一个为发生器设置孔，其余为检波器设置孔；剪切波发生器(1)设置于发生器设置孔的下部，且靠近上冰层(5)处；若干个检波器(2)同时设置于一个检波器设置孔内且分别位于上冰层(5)上方、上冰层(5)处以及上冰层(5)和下冰层(6)之间；剪切波发生器(1)和若干个检波器(2)通过数据线与无线控制器(4)连接；无线控制器(4)与后台服务器通过4G网络进行信息传递；后台服务器为设置在控制中心内的计算机；其特征在于：所述的厚层地下冰退化监测系统的评价方法包括按顺序执行的下列步骤：1)现场钻孔的S11阶段：在此阶段中，工作人员在冬天土样冻结后在测点从地面向下垂直形成至少两个设置孔(3)，两个或多个设置孔(3)间隔设置，其中一个为发生器设置孔，其余为检波器设置孔，然后进入S12阶段；2)系统布置的S12阶段：在此阶段中，工作人员将剪切波发生器(1)和若干个检波器(2)分别设置在发生器设置孔和检波器设置孔内，其中，剪切波发生器(1)位于发生器设置孔的下部，且靠近上冰层(5)处；若干个检波器(2)同时设置于一个检波器设置孔内且分别位于上冰层(5)上方、上冰层(5)处以及上冰层(5)和下冰层(6)之间，并将剪切波发生器(1)和若干个检波器(2)通过数据线与无线控制器(4)连接；然后进入S13阶段；3)测试现场数据的S13阶段：在此阶段中，工作人员启动控制中心内的后台服务器，向无线控制器(4)发出开始测试的信号，接收到后台服务器的指令后，无线控制器(4)控制剪切波发生器(1)和若干个检波器(2)工作，测试、记录并将数据传输给后台服务器，然后进入S14阶段；4)分析现场测试数据结果的S14阶段：在此阶段中，工作人员在后台服务器上分析上述现场测试的结果，根据剪切波到达的时间计算出上冰层(5)和下冰层(6)间的距离，根据剪切波的波形和相位差计算出剪切波在传递过程中的衰减，最终计算出土体含水量和密度变化，然后进入S15阶段；5)形成分析监测报告的S15阶段：在此阶段中，工作人员对比不同季节收集到的测试数据，形成年度分析报告，用于评价厚层地下冰退化情况。