《基於電磁-聲互協陣列的地下圍壓空間水文廣域監測》是依託重慶大學，由鄭偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於電磁-聲互協陣列的地下圍壓空間水文廣域監測
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭偉
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
地下水文在圍壓環境下的隱蔽性、時變性引出廣域監測難題，對當前技術提出嚴峻挑戰。本項目通過探索環境聲能量特徵樂譜化記憶以及電磁-聲時空協作機理，提出基於電磁-聲互協陣列的地下圍壓空間水文廣域監測模型。該模型將地下水文環境聲能量特徵映射到樂譜記憶空間，提出以能量五線記憶譜實現水文聲能量模式識別新思路。進而構建自喚醒聲發射及受激電磁波時域反射協同模型，以被動探測和主動探測、區域測量和點測量的協同機制實現兼顧實時性的系統能耗控制。在此基礎上構建電磁-聲水文監測陣列，提出鑽埋式感測器分層布設架構和捲軸式監測空間可視規劃方法，形成自組織分散式監測體系。最後建立水文記憶感測因果推理模型，構建監測系統對水文時變信號自適應、對測量數據規模智慧型控制、對潛在水害推理預測的信息綜合處理機制。項目構建的模型及裝置將為地下空間水文監測提供防災預警的新理論方法和關鍵技術，具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
地下水文在圍壓環境下的隱蔽性、時變性引出廣域監測難題，對當前技術提出挑戰。本項目通過探索環境聲能量特徵樂譜化記憶以及電磁-聲時空協作機理，構建了基於電磁-聲互協陣列的地下圍壓空間水文廣域監測方法。 項目首先建立了聲發射能量五線記憶譜模型，將聲發射能量特徵映射到樂譜記憶空間，通過對記憶音符模式識別分析岩土含水狀態，實現對不同含水率岩石受壓變形激發聲發射的信號變換及含水率漸變狀態下的水文聲場能量模式識別。 項目進而研製了系列化儀器板卡，研究了環境聲能量的低功耗捕獲採集方法，建立了聲發射監測系統自喚醒工作模式。研究了電磁波時/頻域反射長周期監測與激發監測共存方法，建立了被動探測和主動探測協同機制。對聲發射信號的特徵參量進行研究進而反演聲發射源的信息，探索了聲發射源的二維平面定位方法。結合CT裂紋特徵的量化指標和聲發射信號的變化規律量化印證了岩石含水率與聲發射信號之間的關聯，確定了含水率與損傷程度的匹配關係。 此後，項目設計了感測器分層布設監測架構，搭建了電磁-聲分散式水文監測陣列，基於模糊數學理論研究了監測數據信息融合和地下圍壓空間潛在水害的空間定位方法。設計了聲發射參數的自動篩選方法，建立了結構損傷定位結果的視覺警示機制。 最後，為完成結構健康監測中破壞源定位、損傷等級評估和海量數據規模管理，項目從記憶推理功能出發，建立了基於擬人記憶和因果推理的結構損傷定位與評估機制。通過模擬記憶推理過程，將監測數據處理與損傷評估分為多個映射區，在短時記憶區完成數據約簡，在長期記憶區中提出支持度指標，完成損傷源推理定位。基於信息熵與機率統計理論，綜合不確定性理論提出結構損傷信息熵向量，結合損傷力學推導提出疲勞度指標，完成岩樣含水損傷評估。 項目構建的模型及裝置將為地下空間水文監測提供防災預警的新理論方法和關鍵技術，具有重要的科學意義和套用價值。
