一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统

摘要

本发明公开了一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统，其方法，包括：收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围；进行探测采集地震散射波信号；对采集到的地震散射波信号进行数据处理，通过速度分析得到各炮点的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到地层波速分布图像；通过对地层波速分布图像进行分析和推断，确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。本发明提供的实施例实现对输电杆塔混凝土基础内部缺陷的识别，成本低，提高了检测效率，操作简单，适用性高。

说明书

技术领域

本发明涉及检测领域，具体涉及了一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统。

背景技术

输电线路中的铁塔是电力线路中极其重要的基础支撑设施，输电杆塔混凝土基础作为支撑杆塔的关键结构，保证其足够安全是保障电力线路安全运行的重要前提和基础。然而在实际施工过程中，由于现场客观条件、人为主观性等因素的影响，杆塔混凝土基础施工质量存在一定比例的缺陷。通过实地调研发现，输电杆塔混凝土基础存在因施工不规范引起基础内部存在各类缺陷，如向内凹陷、存在夹泥层等，这会大大降低基础的承载能力，为事故的发生埋下隐患。同时施工缺陷会随着使用年限的增加，在环境作用和老化趋势下逐渐加重。因此，开展对输电杆塔混凝土基础内部缺陷的检查就显得十分重要。现有对输电杆塔基础内部缺陷进行检查的手段主要采用人工开挖目测的方式，这类方法属于有损检测，会破坏原基础已稳定的埋置条件，还存在成本较高、效率低等问题，并且在架设铁塔后无法详细检查基础内部。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统，采用地震散射技术对基础进行探测，地震散射技术利用地下介质的非均匀性产生的散射波对地下输电杆塔基础结构成像，输电杆塔混凝土基础体的波速会高于正常的地层波速，当基础内部存在缺陷时，缺陷位置会显示为低波速异常，通过寻找基础中的低速异常区，实现对输电杆塔混凝土基础内部缺陷的识别。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法，其方法，包括：收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围；进行探测采集地震散射波信号；对采集到的地震散射波信号进行数据处理，通过速度分析得到各炮点的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到地层波速分布图像；通过对地层波速分布图像进行分析和推断，确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。

所述收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围，包括：对检测范围的地面进行整平，并布置测线。

所述通过设计资料确定出检测范围，包括：根据设计资料确定出基础的外轮廓及缺陷位置，测线要经过缺陷位置，根据基础及缺陷的尺寸大小确定合适的测线距及炮点距；对测线、测点的进行编号。

所述进行探测采集地震散射波信号，包括：在布置好的测线上采用32道地震波探测仪选用滚动式方式采集地震散射波信号。所述滚动式指使用检波器，一端敲击，并保持这种观测方式向前移动。

所述检波器，包括：采用的检波器间距为0.5m，采样点数设为5K，采样频率通常设为52KHz；炮点距和检波器的偏移距要根据基础及其内部缺陷的尺寸而定。

所述数据处理，包括：进行滤波处理，采用双曲RADON滤波技术进行滤波处理。

所述采集到的地震散射波信号进行数据处理，包括：地震散射波的数据处理最核心的技术为速度分析技术，地震散射方法以radon积分变换为基础，对共炮点记录以速度扫描的方式沿双曲线路径作能量积分，当积分使用的速度与地层实际波速一致，反射波能量最强。通过速度分析得到炮点附近的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到二维或三维的地震波速分布，即得到地层波速分布图像。

所述通过对地层波速分布图像进行分析和推断，包括：通过找到波速图中与基础位置吻合的高速异常区，确定基础的位置尺寸；从基础的高速异常区找到其中的低速异常区，确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。

一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别系统，其系统，包括：收集模块：用于收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围；探测模块：用于进行探测采集地震散射波信号；数据处理模块：用于对采集到的地震散射波信号进行数据处理，通过速度分析得到各炮点的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到地层波速分布图像；分析推断模块：用于对地层波速分布图像进行分析和推断，确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。

本发明实施例提供了一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统，采用地震散射技术对基础进行探测，地震散射技术利用地下介质的非均匀性产生的散射波对地下输电杆塔基础结构成像，输电杆塔混凝土基础体的波速会高于正常的地层波速，通过寻找基础中的低速异常区，实现对输电杆塔混凝土基础内部缺陷的识别，成本低，提高了检测效率，操作简单，适用性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法的流程示意图。

图2是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法的测线、检波器布置示意图。

图3是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法的实例测试测线布置示意图。

图4是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参阅图1，图1是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法的流程示意图。

如图1所示，一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法，其特征在于，所述方法，包括：

S101收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围。收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围，对检测范围的地面进行整平，并布置测线。

根据设计资料确定出基础的外轮廓及缺陷位置，测线要经过缺陷位置，根据基础及缺陷的尺寸大小确定合适的测线距及炮点距。在测量条件允许的情况下，为提高测量精度，测线距及炮点距可取的尽量小一些。对测线、测点的进行编号，避免数据错乱。

S102进行探测采集地震散射波信号。在布置好的测线上采用32道地震波探测仪选用滚动式方式采集地震散射波信号。

所述滚动式指使用较少量的检波器，一端敲击，并保持这种观测方式向前移动。采用的检波器间距为0.5m，采样点数一般设为5K，采样频率通常设为52KHz。炮点距和检波器的偏移距要根据基础及其内部缺陷的尺寸而定。

S103对采集到的地震散射波信号进行数据处理，通过速度分析得到各炮点的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到地层波速分布图像。

地震散射波的数据处理首先进行滤波处理，采用双曲RADON滤波技术进行滤波处理，除了能滤除线性的干扰之外，还能滤除多次波，尤其是双曲RADON变换在叠加前能有效对多次波衰减，计算效率高。

地震散射波的数据处理最核心的技术为速度分析技术，地震散射方法以radon积分变换为基础，对共炮点记录以速度扫描的方式沿双曲线路径作能量积分，当积分使用的速度与地层实际波速一致，反射波能量最强。通过速度分析得到炮点附近的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到二维或三维的地震波速分布，即得到地层波速分布图像。

S104通过对地层波速分布图像进行分析和推断，确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。通过对地层波速分布图像进行分析和推断，通过找到波速图中与基础位置吻合的高速异常区，确定基础的位置尺寸；从基础的高速异常区找到其中的低速异常区，进而确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。

一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法，采用地震散射技术对基础进行探测，地震散射技术利用地下介质的非均匀性产生的散射波对地下输电杆塔基础结构成像，输电杆塔混凝土基础体的波速会高于正常的地层波速，当基础内部存在缺陷时，缺陷位置会显示为低波速异常，通过寻找基础中的低速异常区，从而实现对输电杆塔混凝土基础内部缺陷的识别。

参阅图2，图2是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法的测线、检波器布置示意图。

如图2所示，根据设计资料确定出基础的外轮廓及缺陷位置，测线要经过缺陷位置，根据基础及缺陷的尺寸大小确定合适的测线距及炮点距；对测线、测点的进行编号，避免数据错乱。

参阅图3，图3是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法的实例测试测线布置示意图。

某钢筋混凝土圆柱体基础尺寸：圆形半径为1.2m、高度为10m，采用C30混凝土浇筑，混凝土桩为设计缺陷桩，缺陷类型为空洞缺陷，缺陷布置方法为在距离桩顶3m处放入空洞模型，并与钢筋笼固定，模型为高50cm，面积为40cm*60cm的木盒。

在基础中心位置布置两条测线sycx5及sycx6，测线布置图如图3，测线布置统计表如表1，采用皮尺和喷漆在每条测线上做好炮点标记。

表1测线布置统计表

数据采集。

a.对场地进行平整处理。

b.连接仪器，打开32道地震仪，设置采样点数为5K，采样频率为52KHz，检波器接收数量为7个。

c.将7个检波器分别放置在相应位置，根据方案中布设的炮点采用滚动式方式采集地震散射波数据，直到所有炮点数据完成采集。

数据处理。地震散射技术的数据处理，采集的原始数据经过SSP散射剖面成像系统的坐标设置、预处理、波场分离、波速分析步骤后可以输出得到地层波速分布图像，sycx5及sycx6的地层波速图，识别出的缺陷误差统计如表2所示。结果显示：sycx5中识别出的缺陷底界埋深为3.13m，宽度为0.625m，缺陷底界实测埋深与实际埋深的误差为4.33％，缺陷实测宽度与实际宽度的误差为4.17％；sycx6识别出的缺陷底界埋深为3.10m，宽度为0.418m，缺陷底界实测埋深与实际埋深的误差为3.33％，实测宽度与实际宽度的误差为4.50％。

表2缺陷误差统计表

因此，地震散射技术能准确识别出基础的内部缺陷，且误差在5％的范围内，满足工程需要。

参阅图4，图4是一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别系统的结构示意图

如图4所示，一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别系统，其系统，包括：收集模块401：用于收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围；探测模块402：用于进行探测采集地震散射波信号；数据处理模块403：用于对采集到的地震散射波信号进行数据处理，通过速度分析得到各炮点的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到地层波速分布图像；分析推断模块404：用于对地层波速分布图像进行分析和推断，确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。

收集模块401，收集拟检测基础的设计资料，通过设计资料确定出检测范围，对检测范围的地面进行整平，并布置测线。根据设计资料确定出基础的外轮廓及缺陷位置，测线要经过缺陷位置，根据基础及缺陷的尺寸大小确定合适的测线距及炮点距。在测量条件允许的情况下，为提高测量精度，测线距及炮点距可取的尽量小一些。对测线、测点的进行编号，避免数据错乱。

探测模块402，在布置好的测线上采用32道地震波探测仪选用滚动式方式采集地震散射波信号。滚动观测指使用较少量的检波器，一端敲击，并保持这种观测方式向前移动。采用的检波器间距为0.5m，采样点数一般设为5K，采样频率通常设为52KHz。炮点距和检波器的偏移距要根据基础及其内部缺陷的尺寸而定。

数据处理模块403，地震散射波的数据处理首先进行滤波处理，采用双曲RADON滤波技术进行滤波处理，除了能滤除线性的干扰之外，还能滤除多次波，尤其是双曲RADON变换在叠加前能有效对多次波衰减，计算效率高。地震散射波的数据处理最核心的技术为速度分析技术，地震散射方法以radon积分变换为基础，对共炮点记录以速度扫描的方式沿双曲线路径作能量积分，当积分使用的速度与地层实际波速一致，反射波能量最强。通过速度分析得到炮点附近的地层速度结构，综合所有炮点的速度结构可得到二维或三维的地震波速分布，即得到地层波速分布图像。

分析推断模块404，通过对地层波速分布图像进行分析和推断，通过找到波速图中与基础位置吻合的高速异常区，确定基础的位置尺寸；从基础的高速异常区找到其中的低速异常区，进而确定出输电杆塔混凝土基础的内部缺陷。

本发明实施例提供了一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统，采用地震散射技术对基础进行探测，地震散射技术利用地下介质的非均匀性产生的散射波对地下输电杆塔基础结构成像，输电杆塔混凝土基础体的波速会高于正常的地层波速，通过寻找基础中的低速异常区，实现对输电杆塔混凝土基础内部缺陷的识别，成本低，提高了检测效率，操作简单，适用性高。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种输电杆塔混凝土基础内部缺陷识别方法及系统进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。