【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及真空預壓地基處理監測，具體涉及真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法及系統。
技術介紹
1、目前大面積高含水率軟土地基加固處理常采用真空預壓方法，真空預壓法是指通過在土體中打設塑料排水板作為豎直排水體，地基表面鋪墊一定厚度的砂墊層，在砂墊層中鋪設排水濾管，將不透氣的密封膜鋪設在砂墊層之上，邊界設置密封墻，然后使用抽真空裝置進行抽氣，使膜下產生真空負壓，在大氣壓作用下膜內外形成壓差，土體中孔隙水在壓差作用下通過排水系統排出，最終達到固結沉降的地基加固方法。
2、確保密封膜密封性，保證膜下真空度滿足設計要求是真空預壓地基處理固結排水施工質量保障的關鍵，真空預壓地基處理施工期間，密封膜在大氣壓作用下吸附于砂墊層表面，由于砂墊層存在較多尖銳物易刺破密封膜，以及施工時間長、現場施工機械與人員行走等復雜場地條件與環境條件影響，抽真空期間常導致密封膜破損進而造成漏氣。真空預壓地基處理施工場地大，密封膜破損難以及時被發現、查找及修復，尤其是恒載期間，場地覆水厚度大，一般達到1.0m以上，水下密封膜破損位置難以形成漩渦而被發現，因而水下密封膜破損更加難以排查修復，一旦密封膜破損未及時發現并修復，將導致施工區域內膜下真空度顯著降低，影響地基處理效果。
3、通過膜下真空度監測能夠反映施工期間膜下真空度大小，傳統人工監測采用真空壓力表測量膜下真空度并形成報表。但現有公開技術主要存在以下局限導致無法快速精準定位并及時修補破損密封膜：其一，受人工監測頻率低、觀測數據轉化為成果慢、受天氣因素影響大等因素制約，無法實時現
4、經檢索，申請號為cn201610726370.2的中國專利公開了快速查找和修復真空預壓軟基處理中密封膜漏氣點的方法，無法現場實時可視化反映壓力下降情況，需找到壓力指數下降的膜下壓力表，而后將其監測范圍劃分成若干個嫌疑區，每個嫌疑區均需逐一排查，并且其方法針對覆水厚度大的真空預壓地基處理施工區域并不適用；申請號為cn201510370550.7的中國專利公開了真空堆載預壓密封膜破損的查找方法，在疑似破損的密封膜或已進行覆砂的墊層表面緩慢、依次拖行，同時仔細觀察密封膜有無被吸附的現象進而找到破損點，同樣無法實時可視化反映密封膜破損情況，也無法精準確定破損密封膜范圍，需大范圍排查，工作量大，并且不適用于水下密封膜破損排查。
5、有鑒于此，提出本申請。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法及系統，能夠有效解決現有技術中的真空預壓膜下真空度預警、定位方法，存在的無法實時現場可視化反映密封膜破損情況，難以精準定位水下密封膜破損位置，水下大范圍排查工作量大及安全隱患高的問題。
2、本專利技術公開了真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，包括以下步驟：
3、s1：在真空預壓地基處理現場網格矩陣式布設多個膜下真空度傳感器；
4、s2：智能監測終端實時采集獲取膜下真空度傳感器采集的膜下真空度監測數據，根據傳感器協議解析數據，計算處理后將膜下真空度監測數據遠程無線上報至精準定位計算平臺；
5、s3：智能監測終端根據預設的預警報警閾值對膜下真空度監測數據進行處理生成預警指令，并將所述預警指令發送給可視化報警設備，使得可視化報警設備根據所述預警指令發出相應的警報信號；
6、s4：精準定位計算平臺根據膜下真空度監測數據進行實時定位處理，以定位密封膜破損位置；其中，具體為：精準定位計算平臺利用已知真空預壓地基處理區域內網格矩陣式膜下真空度監測值，遠程在線實時計算獲取區域內任一位置膜下真空度計算值；
7、（1）
8、為權重系數，n為真空度監測點總數，i為膜下真空度監測點的編號，1≤i≤n；
9、根據無偏和最小方差條件求解的方程組為：
10、（2）
11、其中，為任一待求點膜下真空度計算值，為對應任一待求點膜下真空度真實值，和分別為區域內第i個膜下真空度監測點和第j個膜下真空度監測點的真空度監測值，j為膜下真空度監測點的編號，1≤j≤n；
12、展開（2）得（3）
13、為半變異函數，即，=為待求膜下真空度計算值與已知膜下j點真空度值的半方差，即，μ為常數；
14、精準定位計算平臺在線實時計算第i個膜下真空度監測點和第j個膜下真空度監測點之間的距離及對應的這兩個膜下真空度監測點的膜下真空度值的半方差，得到數據點（，），遍歷所有的i和j后，得到n×n個平面直角坐標系中的數據點，并根據這n×n個數據點繪制距離d與半方差c之間的關系圖；
15、根據所述關系圖，采用理論變異函數模型進行擬合，確定擬合函數，將待求膜下真空度計算點與已知膜下真空度監測點j的已知距離代入擬合函數求解得到，將代入式（3）進一步可求，即和μ，代入式（1）最終求解得到任一位置膜下真空度計算值;
16、s5：精準定位計算平臺根據任一位置膜下真空度計算值繪制真空預壓地基處理施工區域內的膜下真空度等值線云圖，確定密封膜破損漏氣位置范圍，生成目標位置信息，并將所述目標位置信息發送至遠程客戶端。
17、優選地，所述擬合函數為：
18、
19、其中， a0、 a1、 dm為采用非線性最小二乘法和隨機搜索法對數據點（，）進行擬合得到的參數。
20、優選地，步驟s3具體包括：
21、智能監測終端根據預設的第一預警報警閾值和第二預警報警閾值，將膜下真空度監測數據與第一預警報警閾值和第二預警報警閾值進行比較處理，分析判斷膜下真空度預警報警狀態，生成預警判斷結果，并根據預警判斷結果控制可視化報警設備進行預警；
22、所述可視化報警設備根據智能監測終端的預警指令，現場可視化顯示膜下真空度狀態，當判斷到所述膜下真空度監測數據大于等于預設的第一預警報警閾值時，生成正常狀態預警判斷結果，控制預警燈閃爍綠燈；當判斷到膜下真空度監測數據小于預設的第一預警報警閾值，且膜下真空度監測數據大于等于預設的第二預警報警閾值時，生成預警狀態預警判斷結果，控制預警燈閃爍黃燈；當判斷到膜下真空度監測數據小于預設的第二預警報警閾值時，生成報警狀態預警判斷結果，控制預警燈閃爍紅燈，并控制蜂鳴器發出蜂鳴聲。
23、優選地，所述密封膜破損位置為所述膜下真空度等值線云圖的最小值位置，或精準定位多個密封膜破損位置為所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，步驟S3具體包括：
3.根據權利要求1所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，所述密封膜破損位置為所述膜下真空度等值線云圖的最小值位置，或精準定位多個密封膜破損位置為所述真空預壓地基處理施工區域內的膜下真空度等值線云圖局域極小值位置。
4.根據權利要求1所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，所述擬合函數為：
5.一種真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，用于實現如權利要求1至4的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法；其特征在于，包括多個膜下真空度傳感器、智能監測終端、通訊模塊、可視化報警設備、以及精準定位計算平臺；
6.根據權利要求5所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，其特征在于，采用網格矩陣式將所述膜下真空度傳感器埋設在所述真空預壓地基處理現場的密封膜下，并通過出膜裝置引出線纜，所述線纜的第一端與所述膜下真空
7.根據權利要求5所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，其特征在于，所述通訊模塊采用ZigBee模塊、2G/4G/5G模塊、GPRS模塊、NB-IoT模塊中的一種，或者ZigBee模塊、2G/4G/5G模塊、GPRS模塊、NB-IoT模塊的組合。
8.根據權利要求5所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，其特征在于，還包括配置在所述智能監測終端上的電源模塊，所述電源模塊包括鋰電池、供電接口、以及充電接口，其中，所述鋰電池通過所述供電接口與所述膜下真空度傳感器的電源端、所述智能監測終端的電源端、所述通訊模塊的電源端和所述可視化報警設備的電源端連接，進行供電，所述鋰電池通過所述充電接口與外部的太陽能板連接，進行充電。
9.根據權利要求5所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，其特征在于，所述可視化報警設備包括預警燈和蜂鳴器，所述預警燈的輸入端和所述蜂鳴器的輸入端與所述智能監測終端的輸出端電氣連接。
10.根據權利要求9所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，其特征在于，所述可視化報警設備具體用于：
...【技術特征摘要】
1.真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，步驟s3具體包括：
3.根據權利要求1所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，所述密封膜破損位置為所述膜下真空度等值線云圖的最小值位置，或精準定位多個密封膜破損位置為所述真空預壓地基處理施工區域內的膜下真空度等值線云圖局域極小值位置。
4.根據權利要求1所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法，其特征在于，所述擬合函數為：
5.一種真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，用于實現如權利要求1至4的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位方法；其特征在于，包括多個膜下真空度傳感器、智能監測終端、通訊模塊、可視化報警設備、以及精準定位計算平臺；
6.根據權利要求5所述的真空預壓水下密封膜破損可視化精準定位系統，其特征在于，采用網格矩陣式將所述膜下真空度傳感器埋設在所述真空預壓地基處理現場的密封膜下，并通過出膜裝置引出線纜，所述線纜的第一端與所述膜下真空度傳感器連接，所述線纜的第二端與所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖朝昀，黃山景，朱浩杰，郝衛，張鄭華，
申請(專利權)人：華土木廈門科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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