【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖溶處理施工，更具體地說，涉及自監測巖溶處理施工方法。
技術介紹
1、近年來，我國巖溶地區的基礎設施建設不斷加快，溶洞治理面臨新的機遇和挑戰。溶洞作為一種特殊的地質構造，其內部結構復雜、演化機制不明，給工程建設帶來重大安全隱患。傳統溶洞治理主要采用注漿填充等加固措施，但缺乏有效的監測手段，難以全面掌握治理效果和長期穩定性。
2、目前溶洞治理監測主要采用人工巡檢和埋設式傳感器相結合的方式。人工巡檢依賴于工程師的經驗，主觀性強、效率低，難以實現全時全域覆蓋；埋設式傳感器雖然能夠提供客觀數據，但布設成本高、受損風險大，且數據分析主要依賴于簡單的閾值比較，缺乏智能診斷和預警能力。這些問題嚴重制約了溶洞治理的科學化、精細化水平。
3、在傳感器方面，以振弦式鋼弦計為代表的電阻應變式傳感器在溶洞監測中應用較為廣泛。鋼弦計通過測量鋼弦的振動頻率，間接反映周圍巖體的應變變化，進而判斷溶洞穩定性。但鋼弦計易受溫度等環境因素干擾，長期穩定性和可靠性不足。且鋼弦計屬于點式傳感器，難以全面反映溶洞變形的空間分布特性。此外，鋼弦計易發生鋼弦斷裂、銹蝕等失效問題，維護成本高。光纖光柵傳感技術近年來在巖土工程監測領域受到關注。相比鋼弦計，光纖光柵具有抗干擾能力強、耐久性好、靈敏度高等優點，且能夠串聯實現分布式監測的效果。但既有研究主要將光纖光柵附著于鋼筋或錨桿表面，監測性能受限于基體材料，難以發揮光纖傳感的最大潛力。且光纖光柵布設施工復雜，易發生損傷，實用性不足。
4、在數據分析方面，現有方法主要采用統計學指標
5、綜上所述，溶洞治理監測亟需創新突破。
技術實現思路
1、本專利技術正是針對上述技術問題，提出自監測巖溶處理施工方法，集感知、傳輸、分析、預警于一體，提高監測數據的質量和分析水平，為溶洞治理工程提供可靠的安全診斷和風險預警，推動巖土工程監測從經驗向智能的跨越。這正是本專利技術的必要性所在。
2、本專利技術提供自監測巖溶處理施工方法，包括以下步驟：
3、步驟s1：地面開孔；
4、步驟s2：沿著所述開孔下放自感知frp筋；
5、步驟s3：所述自感知frp筋連接應變解調儀；
6、步驟s4：對溶洞和所述開孔填充處理；
7、步驟s5：處理效果檢測，包括：
8、s5.1)多尺度特征自適應提取：對所述自感知frp筋采集的多參數監測序列數據x＝{x1,x2,…,xn}進行小波變換，得到小波系數矩陣w＝[w1,w2,…,wn]，其中xi表示第i個監測參數的時間序列，wi表示第i個監測參數的多尺度時頻域特征對所述小波系數矩陣w進行奇異值分解w＝u×s×vt，取前k個奇異值對應的左奇異向量uk＝[u1,u2,…,uk]作為多尺度特征法；
9、s5.2)圖卷積神經網絡溶洞健康診斷：基于所述多尺度特征uk構建溶洞健康狀態圖g＝(v,e,a)n其中v為節點集，e為邊集，a為鄰接矩陣通過圖卷積操作h(l+1)＝σ(d-1/2×a×d-1/2×h(l)×w(l))更新節點特征，其中h(l)為第1層節點特征矩陣，w(l)為卷積核參數矩陣，d為度矩陣，σ為激活函數將節點嵌入特征輸入分類器y＝softmax(f(h(l)))進行健康診斷，其中γ為診斷結果f為分類器；
10、步驟s6：自我監測。
11、優選地，所述步驟s1中開孔的直徑為0.11-0.2m，深度為10-50m。
12、優選地，所述步驟s2中自感知frp筋為直徑10mm，內嵌光纖光柵傳感器，測量范圍±2000με，靈敏度1.2pm/με。
13、優選地，所述步驟s3中應變解調儀為16通道，采樣頻率100hz，分辨率0.1pm。
14、優選地，所述步驟s4中溶洞填充材料為改性水泥基注漿材料，28天無側限抗壓強度不低于30mpa。
15、優選地，所述步驟s5.1中小波變換選用morlet小波，分解尺度為3～5層。
16、優選地，所述步驟s5.2中圖卷積神經網絡采用2層卷積，卷積核尺寸為3，激活函數為relu；分類器f為2層全連接層。
17、優選地，所述步驟s6包括：
18、s6.1)基于深度強化學習的閾值自適應優化：將閾值設置建模為馬爾可夫決策過程(s,a,p,r)，其中s為狀態空間，a為動作空間，p為狀態轉移概率，r為獎勵函數，策略網絡輸出q值函數q(st,at)＝f(st,at；θ)，最小化時間差分誤差l(θ)＝e[(rt+γ×maxaq(st+1,a；θ)-q(st,at；θ))2]更新策略網絡參數θ，輸入狀態st為監測序列x的多尺度特征；
19、6.2)溶洞突變行為捕捉：基于門控循環單元gru的異常檢測模型，通過重置門rt、更新門zt和隱藏狀態ht的迭代，對t時刻監測值xt進行編碼，當重構誤差et＝||xt-f(ht)||2大于所述閾值時判定為突變異常，其中f為重構函數
20、優選地，所述步驟s6.1中狀態空間s表示為連續高維向量，通過編碼器ls?tm從監測序列x提取；動作空間a為離散值，對應閾值調整；獎勵函數r基于診斷準確率和預警時效性設計；策略網絡采用lstm編碼器和mlp解碼器。
21、優選地，所述步驟s6.2中門控循環單元gru的重置門、更新門和隱藏狀態遞推公式為：
22、rt＝σ(wr×[ht-1,xt])
23、zt＝σ(wz×[ht-1,xt])
24、nt＝tanh(wn×[rt×ht-1,xt])
25、ht＝(1-zt)×nt+zt×ht-1
26、其中，wr,wz,wn為門控參數矩陣，σ為sigmoid激活函數，tanh為雙曲正切激活函數；重構函數f采用2層mlp。
27、本專利技術具有如下有益效果：
28、1.首先，埋設自感知frp筋賦予了溶洞知覺。傳統溶洞治理往往缺乏有效的內部監測手段，而本專利技術利用frp筋的應變傳感特性，實現了溶洞變形的實時感知，為后續診斷預警奠定了數據基礎。同時，frp筋還具有補強增韌作用，與溶洞填充材料共同構建了一個內置智能傳感、高強度低變形的復合加固體系。
29、其次，多尺度時頻域特征提取顯著提升了監測信息的表達能力。溶洞變形行為具有多時間尺度、非平穩等復雜特性，難以用傳統時域指標刻畫。本專利技術創新性地引入小波變換和奇異值分解，自適應提取關鍵特征，克服了人工特征的局限，為后續智能診斷和預警提供了本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S1中開孔的直徑為0.11-0.2m，深度為10-50m。
3.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S2中自感知FRP筋為直徑10mm，內嵌光纖光柵傳感器，測量范圍±2000με，靈敏度1.2pm/με。
4.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S3中應變解調儀為16通道，采樣頻率100Hz，分辨率0.1pm。
5.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S4中溶洞填充材料為改性水泥基注漿材料，28天無側限抗壓強度不低于30MPa。
6.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S5.1中小波變換選用Morlet小波，分解尺度為3～5層。
7.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S5.2中圖卷積神經網絡采用2層卷積，卷積核尺寸為3，激活函數為ReLU；分類
8.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S6包括：
9.根據權利要求8所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S6.1中狀態空間S表示為連續高維向量，通過編碼器LSTM從監測序列X提取；動作空間A為離散值，對應閾值調整；獎勵函數R基于診斷準確率和預警時效性設計；策略網絡采用LSTM編碼器和MLP解碼器。
10.根據權利要求9所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟S6.2中門控循環單元GRU的重置門、更新門和隱藏狀態遞推公式為：
...【技術特征摘要】
1.一種自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟s1中開孔的直徑為0.11-0.2m，深度為10-50m。
3.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟s2中自感知frp筋為直徑10mm，內嵌光纖光柵傳感器，測量范圍±2000με，靈敏度1.2pm/με。
4.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟s3中應變解調儀為16通道，采樣頻率100hz，分辨率0.1pm。
5.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，所述步驟s4中溶洞填充材料為改性水泥基注漿材料，28天無側限抗壓強度不低于30mpa。
6.根據權利要求1所述的自監測巖溶處理施工方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李繼超，邱運軍，劉成哲，郭東，曾銀枝，馮詩洋，司曉麗，牛奔，
申請(專利權)人：中國建設基礎設施有限公司，
類型：發明
國別省市：
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