【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及隧道地層監測預警，特別地，涉及一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法及系統、電子設備、計算機可讀取的存儲介質。
技術介紹
1、隨著城市化進程的加快，隧道作為城市交通的重要樞紐，其安全運營直接關系到城市生活的正常運行和公共安全。在隧道運營期間，地層條件可能因地震活動、鄰近施工擾動、材料老化等因素而發生改變，進而影響到隧道結構的穩定性，嚴重時甚至可能導致隧道坍塌。因此，加強對隧道運營中地層變化的監測預警顯得尤為重要。傳統的隧道運營期監測預警方法主要采取人工巡查與定期測量相結合的方式，通過專業人員定期進入隧道內部，目視檢查隧道襯砌的完整性、滲水情況以及地面沉降等跡象，同時使用水準儀、全站儀等測量設備對隧道關鍵點位進行位移監測，以獲取隧道結構變形的量化數據。但是，隧道襯砌的狀態變化往往是地層變化累積到一定程度后的反映，無法及時捕捉到地層變化的初期跡象，從而會錯過最佳的預防與干預時機，并且定期測量數據雖然精確，但數據間的時間間隔過長，無法及時預警突發性的地層變化。
2、目前，已有將傳感器埋設于隧道管片內或土體中，以實現對地層狀態的實時遠程監控；或者在監測點位鉆孔，并在鉆孔中布設傳感器以監測地層變化。例如，專利cn108825304a公開了一種盾構隧道地層穩定與隧道結構長期健康監測系統，通過在管片內部與外表面布設土壓計、滲壓計、應力計、應變計、裂縫計等傳感器，監測管片狀態，從而判斷地層穩定情況；專利cn117870608a公開了一種地層變形預警方法及其預警系統，通過在多個監測點布設埋入式無線感應裝置，測量地層
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法及系統、電子設備、計算機可讀取的存儲介質，其可以顯著提升隧道地層監測結果的準確性和可靠性。
2、根據本專利技術的一個方面，提供一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，包括以下內容：
3、采集待監測點的地表上方在一段時間內的宇宙線繆子通量，并計算得到地表宇宙線繆子通量的平均值和標準差；
4、采集待監測點在每個預設時間段內的隧道宇宙線繆子通量；
5、基于地表宇宙線繆子通量的平均值和隧道宇宙線繆子通量計算得到每個預設時間段內的繆子通量衰減值，若某個預設時間段內的繆子通量衰減值超出預設閾值范圍，則觸發超限報警。
6、進一步地，還包括以下內容：
7、觸發超限報警后，再次采集待監測點的地表上方在一段時間內的宇宙線繆子通量，并計算得到地表宇宙線繆子通量的平均值和標準差的新值，將新的平均值與舊的平均值進行比對，若兩者的差值小于舊標準差的三倍，則觸發地層變化報警，若兩者的差值大于舊標準差的三倍，則將新的平均值和標準差替換舊的平均值和標準差進行分析計算。
8、進一步地，還包括以下內容：
9、獲取待監測點的一系列繆子通量衰減值，并采用預測模型基于一系列繆子通量衰減值預測下一時間段的繆子通量衰減值，若預測得到下一時間段的繆子通量衰減值超出預設閾值范圍，則觸發超限預警。
10、進一步地，預測模型的表達式為：
11、yt＝φ1yt-1+φ2yt-2+…+φpyt-p+εt-θ1εt-1-…-θqεt-q
12、其中，yt表示第t個時間段的繆子通量衰減值，εt表示第t個時間段的誤差，p和q分別表示自回歸和滑動平均的階次，由自相關系數和偏自相關系數確定，φi和θi表示自回歸系數和滑動平均系數，用最小二乘估計方法求解。
13、進一步地，繆子通量衰減值的預設閾值范圍為：其中，ha表示預設閾值范圍，和σa分別表示待監測點在初始監測階段的繆子通量衰減值的平均值和標準差。
14、進一步地，采集待監測點的地表上方在一段時間內的宇宙線繆子通量的過程包括以下內容：
15、在待監測點的地表上方選擇一個平坦且無遮擋的區域部署繆子探測器，啟動繆子探測器進行連續測量，每小時記錄一次宇宙線繆子的通量值，并基于下式計算得到宇宙線繆子通量：其中，i表示宇宙線繆子通量，n表示一小時內測量的繆子數量，s表示繆子探測器的有效探測面積，δt表示測量時間。
16、另外，本專利技術還提供一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的系統，包括：
17、地表繆子數據采集模塊，用于采集待監測點的地表上方在一段時間內的宇宙線繆子通量，并計算得到地表宇宙線繆子通量的平均值和標準差；
18、隧道繆子數據采集模塊，用于采集待監測點在每個預設時間段內的隧道宇宙線繆子通量；
19、繆子數據計算及超限報警模塊，用于基于地表宇宙線繆子通量的平均值和隧道宇宙線繆子通量計算得到每個預設時間段內的繆子通量衰減值，若某個預設時間段內的繆子通量衰減值超出預設閾值范圍，則觸發超限報警。
20、進一步地，還包括：
21、地層變化報警模塊，用于在觸發超限報警后，再次采集待監測點的地表上方在一段時間內的宇宙線繆子通量，并計算得到地表宇宙線繆子通量的平均值和標準差的新值，將新的平均值與舊的平均值進行比對，若兩者的差值小于舊標準差的三倍，則觸發地層變化報警，若兩者的差值大于舊標準差的三倍，則將新的平均值和標準差替換舊的平均值和標準差進行分析計算。
22、另外，本專利技術還提供一種電子設備，包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器通過調用所述存儲器中存儲的所述計算機程序，用于執行如上所述的方法的步驟。
23、另外，本專利技術還提供一種計算機可讀取的存儲介質，用于存儲基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的計算機程序，所述計算機程序在計算機上運行時執行如上所述的方法的步驟。
24、本專利技術具有以下有益效果：
25、本專利技術的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法利用宇宙線繆子通量衰減值作為監測指標，其變化直接反映了地層結構的變化，無需依賴復雜的地質勘察，并且繆子探測器的穩定性強、使用壽命長，非常適合需要持續、穩定監測的隧道地層安全監控項目，顯著提升了隧道地層監測結果的準確性和可靠性。
26、另外，本專利技術的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的系統同樣具有上述優點。
27、除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本專利技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，包括以下內容：
2.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，還包括以下內容：
3.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，還包括以下內容：
4.如權利要求3所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，預測模型的表達式為：
5.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，繆子通量衰減值的預設閾值范圍為：其中，ha表示預設閾值范圍，和σa分別表示待監測點在初始監測階段的繆子通量衰減值的平均值和標準差。
6.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，采集待監測點的地表上方在一段時間內的宇宙線繆子通量的過程包括以下內容：
7.一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的系統，其特征在于，包括：
8.如權利要求7所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的系統，其特征在于，還包括：
9.一種電子設備，其特
10.一種計算機可讀取的存儲介質，用于存儲基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序在計算機上運行時執行如權利要求1～6任一項所述的方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，包括以下內容：
2.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，還包括以下內容：
3.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，還包括以下內容：
4.如權利要求3所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，預測模型的表達式為：
5.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行隧道地層監測預警的方法，其特征在于，繆子通量衰減值的預設閾值范圍為：其中，ha表示預設閾值范圍，和σa分別表示待監測點在初始監測階段的繆子通量衰減值的平均值和標準差。
6.如權利要求1所述的基于宇宙線繆子進行...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳瑤，賀泊寧，彭紅軍，汪振興，陳泓璇，吳宇輝，
申請(專利權)人：中國鐵建重工集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。