CN110940734B - 岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法及*** - Google Patents

岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法及***，解决了现有技术无法实现可视化监测和对潜在地质灾害准确评估的问题。一种岩体内部异常结构可视化监测与潜在地质灾害评估方法，获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值L；根据所述S、N、L评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。实现了岩体内部异常结构的可视化监测与潜在地质灾害的准确评估。

Description

岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法及***
技术领域
本发明涉及岩土工程中地质勘察与测量技术领域，尤其是涉及一种岩体内部异常结 构监测与潜在地质灾害评估方法及***。
背景技术
地质灾害往往始于局部岩土结构的侵蚀破坏与受力失衡，特别是水作用下的软弱结 构或土-岩交界区；因此，岩土体软弱结构区的地质勘察与监测诊断是防灾减灾的重要手段；传统的地质雷达或声波探测仪等设备，目前只能实现较大范围的地质勘查，针对 岩土工程中特定区域的软弱夹层或软弱结构面，传统方法在精度范围上难以达到，也无 法实现可视化监测和对潜在地质灾害准确的评估，严重影响了岩土工程或边坡工程的稳 定性和安全性，迫切需要一种新的勘察手段加以可视化监测与潜在地质灾害准确的评 估。
发明内容
本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出了一种岩体内部异常结构监测 与潜在地质灾害评估方法及***。
一方面，本发明提供了一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，括以 下步骤：
获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面 图；
对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区 域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值L；
根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能性参数，并根据所述地质灾害可能性参 数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。
进一步地，所述获取目标区域内多个位置角度的岩体结构超声成像剖面图，具体包 括，将超声扫描成像探头入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，通过旋转、滑动或者侧向倾斜所述超声扫描成像探头，获取目标区域内所有位置、角度的超声扫描成像图，对所 述所有位置、角度的超声扫描成像图进行高频和低频噪声信号滤除，得到所有位置、角 度的岩体结构超声成像剖面图。
进一步地，根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能性参数，具体包括，利用公 式
Figure BDA0002302340690000021
获取潜在地质灾害可能性参数K，其中，A为超声扫描成像探头所探测覆盖的总区域，T为修正系数，N≥3。
进一步地，根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度，具体包括，地质灾害可能性参数越大岩体内部异常结构潜在地质灾害程度越大。
另一方面，本发明还提供了一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估***， 包括超声成像剖面图获取设备、超声成像剖面图处理设备、图像特征进行统计模块以及 潜在地质灾害程度评估模块；
所述超声成像剖面图获取设备，用于获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超 声成像剖面图；
所述超声成像剖面图处理设备，用于对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行 组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；
所述图像特征进行统计模块，用于对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值 化图像特征进行统计，得到非零区域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值 L；
所述潜在地质灾害程度评估模块，用于根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能 性参数，并根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。
进一步地，所述超声成像剖面图获取设备包括超声扫描成像探头、推杆和图像处理 模块；超声成像剖面图获取设备获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，具体包括，
通过推杆将超声扫描成像探头入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，通过推杆旋转、 滑动或者侧向倾斜所述超声扫描成像探头，获取目标区域内所有位置、角度的超声扫描 成像图，所述图像处理模块对所述所有位置、角度的超声扫描成像图进行高频和低频噪声信号滤除，得到所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图。
进一步地，所述潜在地质灾害程度评估模块根据所述S、N、L获取潜在地质灾害 可能性参数，具体包括，利用公式
Figure BDA0002302340690000031
获取潜在地质灾害可能性参数K，其中，A为超声扫描成像探头所探测覆盖的总区域，T为修正系数，N≥3。
进一步地，所述潜在地质灾害程度评估模块，根据所述地质灾害可能性参数评估岩 体内部异常结构潜在地质灾害程度，具体包括，所述地质灾害可能性参数越大，评定岩体内部异常结构潜在地质灾害程度越大。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行组合及拼接融 合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；对所述处理后的岩体结构超声成像剖 面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区域的总像素点数S、非零不连续光斑块和 条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点 个数的比值L；根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能性参数，并根据所述地质灾害 可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度；实现了岩体内部异常结构的可视 化监测与潜在地质灾害的准确评估。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法的流 程示意图；
图2是本发明实施例1所述的岩体孔壁剖面的超声扫描成像图示意图；
图3是本发明实施例2所述的钻孔内孔壁岩体内部结构的可视化监测示意图；
图4是本发明实施例2所述的钻孔内孔壁岩体内部结构剖面成像效果图；
图5是本发明实施例3所述的超声扫描成像探头固定方式示意图；
图6是本发明实施例3所述的岩体内部结构的可视化监测示意图；
图7是本发明实施例3所述的三种超声扫描成像示意图；
图8是本发明实施例3所述的多个位置、角度获得的超声扫描图像示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供了一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，其流程示意图，如图1所示，所述岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，包括以下步骤：
获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面 图；
对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区 域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值L；
根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能性参数，并根据所述地质灾害可能性参 数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。
需要说明的是，所述岩体内部异常结构是指岩体结构面中除正常岩石之外的结构面、破碎带、孔洞、软弱夹层等结构，这些异常结构将在超声扫描图像中所呈现出来异 常斑点、条纹等成像特征；
优选的，所述获取目标区域内多个位置角度的岩体结构超声成像剖面图，具体包括，
将超声扫描成像探头入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，通过旋转、滑动或者侧向 倾斜所述超声扫描成像探头，获取目标区域内所有位置、角度的超声扫描成像图，对所述所有位置、角度的超声扫描成像图进行高频和低频噪声信号滤除，得到所有位置、角 度的岩体结构超声成像剖面图。
具体实施时，针对钻孔内部的岩体结构，超声扫描成像仪的探头可以在钻井平台或 特定设备的帮助下，借助于推杆或滑竿和夹子等辅助装置，把超声扫描成像探头固定在支架上并放入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中；超声扫描成像的探头可以实现上下左右移动和360度自由旋转；
由于钻孔内部一般都有水或者已注水，或者注入了特定耦合剂，基于超声相控阵成 像原理的超声扫描成像探头可以实现岩体孔壁内部的超声扫描成像；岩体孔壁剖面的超 声扫描成像图示意图，如图2所示；其中，超声波的频率和相关配置的调整，以超声波 可以穿透岩体内部结构1米左右并可以相对清晰的得到超声扫描成像图为准；
针对超声扫描成像仪实时获取的大量超声扫描成像图，可以利用图像处理方法自动 识别超声扫描成像图中的异常结构，并进行定性定量分析，具体的，首先利用超声扫描成像仪(超声扫描成像探头)直接获取超声扫描成像视频*.cin文件，然后，利用高斯滤 波方法和开闭运算方法去除超声扫描成像图中的高频和低频噪声信号，滤除噪声，保留 岩体结构中结构面、破碎带等异常结构的超声图像，得到异常结构的二值化图像，即为 岩体结构超声成像剖面图；接着统计分析二值化图像中的超声光斑点数和边界条纹个数 及其所占的总面积；最后，通过监测这些光斑和边界条纹的变化情况，从而实现岩体内 部异常结构的可视化监测。
优选的，根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能性参数，具体包括，利用公式
Figure BDA0002302340690000051
获取潜在地质灾害可能性参数K，其中，A为超声扫描成像探头所探测覆盖的总区域，T为修正系数，N≥3。
优选的，根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度， 具体包括，地质灾害可能性参数越大，评定岩体内部异常结构潜在地质灾害程度越大。
具体实施例时，针对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图，统计分析每一个角度 位置岩体内部结构超声成像剖面图中二值化图像特征，把这些二值化特征统归为岩体内 部的异常结构，具体的，针对岩体内容结构超声成像剖面图中二值化图像特征，首先，统计非零区域的总像素点数，即等价于岩体内部剖面的异常结构总面积S；然后，统计 非零不连续光斑块和条纹带的总个数N，并统计所有光斑块和条纹带的边界长度与所有 光斑块和条纹带所占像素点个数的比值，简称之为占长比L；最后，监测二值化图像中 这些光斑块和条纹带的变化情况，可二值化统计特征和岩体内部异常结构中存在的对应 关系；
岩体内部异常结构与二值化统计特征之间的对应关系为：若统计的异常结构总面积 S数值大，则说明岩体中存在杂质碎块区域较多；若统计的光斑块和条纹带总个数N较多，则说明岩体中存在杂质碎块数量较多；若统计的光斑块和条纹带总占长比L较大， 则反映了岩体中存在较多的裂隙结构面或者较为规整的破碎区域；
因此，可以根据这些对应关系建立一个定性定量评估岩体结构潜在地质灾害的潜在 地质灾害可能性参数K，该参数K在一定条件下可以反映出所探测区域岩体结构潜在地质灾害程度；
潜在地质灾害可能性参数K为，
Figure BDA0002302340690000061
其中，T为修正系数，修正系数T值是根据理想条件下完整岩体结构中超声扫描成像图像处理结果来确定，具体是超声成像剖面图的图像对比度来确定，图像对比度越大 T值越小，同时，T还需满足理想条件下完整岩体结构的潜在地质灾害可能性参数K的 值为1，T取值范围为1～100；T值及超声扫描成像仪的标准参数率定校准过程需要在获 取超声成像剖面图之前进行；
当统计的光斑块和条纹带总个数N小于3时，潜在地质灾害可能性参数K的关系 式不成立，此时只能重新调整设备更换或者图像处理方法；
在N≥3的条件下，钻孔内部岩体异常结构潜在地质灾害与K存在一定的正比例关系，即K值越大，则潜在地质灾害就越大；
当K小于或等于1，则判定该区域存在地质灾害的可能性较小，岩体结构相对较为稳定；当K大于1并且小于10，则判定该区域存在一定的潜在地质灾害，岩体结构相 对较为破碎；若此时L值较大并且S/N较小，则该区域存在地质滑坡的风险；若此时L 值较小并且S/N较大，则该区域存在地质塌方的风险；该区域整体存在一定的潜在地质 灾害风险；当K大于10并且小于或等于100，则判定该区域存在的潜在地质灾害风险 较大，岩体结构相对不稳定；需要说明的是，当K大于100，则判定K值的计算过程存 在错误，修正系数T值的确定存在较大的误差；
实施例2
本发明提供了一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，采用Apogee1100全数字彩色多普勒超声诊断***为超声扫描成像仪，以5MHz的凸阵探头为最佳的 超声频率和产生扫描成像探头，在配置好该型号的超声扫描成像仪和探头后，把超声扫 描成像探头固定在推杆上，并放入在孔深为11.5米的钻孔下，此时，孔内充满了浑浊的 泥浆水，并且浓度较高，能够使超声扫描成像探头较好地接触钻孔孔壁，并在必要情况 下投入特制的泥浆粉充当超声探头与岩体孔壁的耦合剂，修正系数T值设置为8.27；所 述岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，包括以下步骤，
步骤S1、搭建钻孔内岩体孔壁超声扫描成像透试验***及其相关配件，比如现场测试的电源、线缆、支架、推杆等配件，并做好正式超声扫描成像前的准备工作，比如 调整好测试前超声扫描成像仪的最佳设置，使超声扫描成像仪能够立马进行最佳的工作 状态；
步骤S2、把超声扫描成像探头固定到第一根推杆上去，连续依次内管穿线接上五根推杆，并固定好第五根推杆的位置，读取第五推杆的读数和旋转角度分别为1.5米和 45度，则此时超声扫描成像探头在钻孔内的位置为9.5米和北偏东45度的位置方向；
步骤S3、连通电源，并打开超声扫描成像仪；此时可以在超声扫描成像仪的屏幕上看到钻孔内超声成像探头发出的超声波对孔壁内部结构的透射成像情况；比如可以看到钻孔内部的杂碎破损区域所形成的超声成像斑点和岩体结构面所形成的带状条纹结构；超声扫描成像***调整好后，若当前角度位置的超声扫描图像清晰可见之后，即可 保存该角度位置的超声视频图像，并通过数据线实时传输超声扫描视频图像*.cin文件；
步骤S4、针对传输回来的超声扫描成像视频图像*.cin文件，将超声扫描成像视频图像解析为一帧帧连续的单张超声扫描图像，针对每一帧超声扫描图像，分析图像中岩 体孔壁内部结构的成像特征及其对应关系；
首先，利用高斯滤波方法和开闭运算方法去除超声扫描图像中的高频和低频噪声信 号，滤除噪声，保留岩体结构中结构面、破碎带等异常结构的超声图像，得到异常结构的二值化图像；然后，统计岩体内部剖面的异常结构总面积；然后，统计非零不连续光 斑块和条纹带的总个数，并统计所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带 所占像素点个数的比值，最后，通过监测这些光斑和边界条纹的变化情况，从而实现岩 体内部异常结构的可视化监测；
步骤S5、为了能够多方面多角度地监测钻孔内孔壁岩体内部的异常结构，故有次序缓慢地移动的推杆位置或旋转推杆，进而实现超声成像探头在钻孔内部孔壁的平移、 倾斜扫描成像和钻孔底部的旋转扫描成像，得到钻孔内不同位置不同角度下多个钻孔孔 壁岩体内部结构的超声扫描成像图像；依次保存不同位置不同角度下的多个超声扫描视 频图像*.cin文件和可视化监测结果；依照由深到浅、由大到小的顺序进行多个位置角度 岩体结构超声成像剖面图的排序组合，部分重叠区域进行必要的图像拼接和信息融合； 最后得到大范围的岩体内部结构信息和多维空间岩体剖面结构信息，并依次保存好图像 数据。
步骤6S、等到所有目标区域的测点全部完成后，抽拔出推杆及其固定部位的超声扫描成像探头，收拾好设备仪器，打包好所有的视频图像数据，以及深度位置和旋转角 度等记录文件信息。
步骤S7、根据现场打包回来视频图像数据和记录文件，分析统计每一个角度位置岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征，这些二值化特征即可统归为岩体内部的异常结构特征，并观测每个二值化图像特征与原始视频中对应的岩体结构之间的对应关 系。
步骤S8、视频图像数据和记录文件，以每个孔内角度位置为单位，依次统计每帧超声扫描图像的非零区域的总像素点数S1～Sn，非零不连续光斑块和条纹带的总个数 N1～Nn和光斑块和条纹带的的占长比L1～Ln,并计算它们的平均值得到S1～Sn的平均值为2568.31，N1～Nn的平均值为16.42，L1～Ln的平均值为738.29。钻孔内孔壁岩体内部结构 的可视化监测示意图，如图3所示。
步骤S9、根据潜在地质灾害可能性参数K的计算公式，超声扫描图像实现准备的标准值A＝768*576，T＝8.27，可得K的计算结果为2568.31÷(768×576)×738.29÷16.42×8.27≈2.16，此时S/N值为2568.31÷16.42＝156.41，L值为738.29，即可判定钻孔内 孔壁上该区域的岩体结构相对较为破碎，该区域存在滑坡的风险，存在一定的潜在地质 灾害风险；钻孔内孔壁岩体内部结构剖面成像效果图，如图4所示。
实施例3
本发明实施例提供了一种岩体内部异常结构可视化监测与潜在地质灾害评估***， 包括超声成像剖面图获取设备、超声成像剖面图处理设备、图像特征进行统计模块以及 潜在地质灾害程度评估模块；
所述超声成像剖面图获取设备，用于获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超 声成像剖面图；
所述超声成像剖面图处理设备，用于对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行 组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；
所述图像特征进行统计模块，用于对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值 化图像特征进行统计，得到非零区域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值 L；
所述潜在地质灾害程度评估模块，用于根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可能 性参数，并根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。
需要说明的是，所述超声成像剖面图获取设备具体包括B超仪、B超探头、推杆、 图像处理模块；
针对钻孔内部的岩体结构，超声扫描成像仪的探头可以在钻井平台或特定设备的帮 助下，借助于推杆或滑竿和夹子等辅助装置，把超声扫描成像探头固定在支架上并放入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，超声扫描成像探头可以实现上下左右移动和360度自 由旋转，其中，超声扫描成像探头固定方式示意图，如图5所示；
由于钻孔内部一般都有水或者已注水，或者注入了特定耦合剂，基于超声相控阵成 像原理的超声扫描成像探头可以实现岩体孔壁内部的超声扫描成像，其中，超声波的频率和相关配置的调整，以超声波可以穿透岩体内部结构1米左右并可以相对清晰的得到 超声扫描成像图为准；
针对超声扫描成像仪实时获取的大量超声扫描成像图，可以利用图像处理方法自动 识别超声扫描成像图中的异常结构，并进行定性定量分析，具体的，首先利用超声扫描成像仪(超声扫描成像探头)直接获取超声扫描成像视频*.cin文件，然后，利用高斯滤 波方法和开闭运算方法去除超声扫描成像图中的高频和低频噪声信号，滤除噪声，保留 岩体结构中结构面、破碎带等异常结构的超声图像，得到异常结构的二值化图像，即为 岩体结构超声成像剖面图；接着统计分析二值化图像中的超声光斑点数和边界条纹个数 及其所占的总面积；最后，通过监测这些光斑和边界条纹的变化情况，从而实现岩体内 部异常结构的可视化监测；
利用超声成像仪直接获取超声扫描成像视频*.cin文件；然后，利用高斯滤波方法和 开闭运算方法去除超声扫描图像中的高频和低频噪声信号，滤除噪声，保留岩体结构中结构面、破碎带等异常结构的超声图像，得到异常结构的二值化图像；接着统计分析二 值化图像中的超声光斑点数和边界条纹个数及其所占的总面积；最后，通过监测这些光 斑和边界条纹的变化情况，从而实现岩体内部异常结构的可视化监测；岩体内部结构的 可视化监测示意图，如图6所示；
优选的，所述超声成像剖面图获取设备包括超声扫描成像探头、推杆和图像处理模 块；超声成像剖面图获取设备获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，具体包括，
通过推杆将超声扫描成像探头入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，通过推杆旋转、 滑动或者侧向倾斜所述超声扫描成像探头，获取目标区域内所有位置、角度的超声扫描 成像图，所述图像处理模块对所述所有位置、角度的超声扫描成像图进行高频和低频噪声信号滤除，得到所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图。
为了能够连续的并多方面的可视化监测岩体内部的异常结构，本发明实施例提供了 一种可使超声成像探头方便移动旋转的推杆。
该推杆具有以下特征：(1)每根推杆均为空心细不锈钢管，外径15mm，内径10mm，内部可窜带走线缆；(2)每根推杆均为2米，并从前端到后端依次标上深度刻度，并且 在后端标上360度方位角；(3)每根推杆后端均可与下一根推杆前端通过螺母连接；(4) 第一根推杆前端需连接超声成像探头，并可通过旋转螺母固定超声成像探头，实现探头 原地360度旋转，实现探头平移滑动和侧向倾斜。
通过推杆可实现超声成像探头在钻孔内部孔壁的平移、倾斜扫描成像和钻孔底部的 旋转扫描成像，三种超声扫描成像示意图，如图7(a)-(c)所示；
通过读取推杆的根数和最后一根推杆上刻度计算推杆的总长度，可知钻孔内超声成 像探头的准确位置；并读取最后一根推杆上旋转角度，可知钻孔内超声成像探头所对准的方向，据此可计算得出钻孔内超声成像探头的位置和方向等实时状态信息。通过探头 的位置和方向的实时信息来计算每个位置方向所获得的超声扫描图像对应于钻孔内壁 岩体内部的岩体结构信息。
根据推杆的总长度和旋转角度，得出孔内当前位置当前旋转角度的超声扫描图像， 进而得出该位置角度下的岩体结构超声成像剖面图，过一段时间后，旋转角度或移动到 下一个位置，根据该位置该旋转角度下的超声扫描图像，得出下一个位置角度的岩体结构超声成像剖面图，如此反复，依次得出目标区域内所有位置、角度下的岩体结构超声 成像剖面图；
通过旋转或平移超声扫描成像探头，获取多个位置、角度获得的超声扫描图像示意 图，如图8所示；针对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图，统计分析每一个角度位置岩体内部结构超声成像剖面图中二值化图像特征；
优选的，所述潜在地质灾害程度评估模块根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可 能性参数，具体包括，利用公式
Figure BDA0002302340690000101
获取潜在地质灾害可能性参数K，其中，A为超声扫描成像探头所探测覆盖的 总区域，T为修正系数，N≥3。
优选的，所述潜在地质灾害程度评估模块，根据所述地质灾害可能性参数评估岩体 内部异常结构潜在地质灾害程度，具体包括，所述地质灾害可能性参数越大，评定岩体内部异常结构潜在地质灾害程度越大。
需要说明的是，实施例1-3所述技术方案未重复描述之处可相互借鉴。
本发明公开了一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法及***，通过获 取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；对所 述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区域的总像 素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与 所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值L；根据所述S、N、L获取潜在地质灾害可 能性参数，并根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度； 实现了岩体内部异常结构的可视化监测与潜在地质灾害的准确评估。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其 中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本 发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保 护范围内。

Claims (6)

1.一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；
对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值L；
利用公式
Figure FDA0002831857130000011
获取潜在地质灾害可能性参数K，其中，A为超声扫描成像探头所探测覆盖的总区域，T为修正系数，T是超声成像剖面图的图像对比度来确定，图像对比度越大T值越小，N≥3，
根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。
2.根据权利要求1所述的岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，其特征在于，所述获取目标区域内多个位置角度的岩体结构超声成像剖面图，具体包括，
将超声扫描成像探头入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，通过旋转、滑动或者侧向倾斜所述超声扫描成像探头，获取目标区域内所有位置、角度的超声扫描成像图，对所述所有位置、角度的超声扫描成像图进行高频和低频噪声信号滤除，得到所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图。
3.根据权利要求2所述的岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估方法，其特征在于，根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度，具体包括，所述地质灾害可能性参数越大，评定岩体内部异常结构潜在地质灾害程度越大。
4.一种岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估***，其特征在于，包括超声成像剖面图获取设备、超声成像剖面图处理设备、图像特征进行统计模块以及潜在地质灾害程度评估模块；
所述超声成像剖面图获取设备，用于获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图；
所述超声成像剖面图处理设备，用于对所述所有位置、角度的超声成像剖面图进行组合及拼接融合处理，获得处理后的岩体结构超声成像剖面图；
所述图像特征进行统计模块，用于对所述处理后的岩体结构超声成像剖面图中二值化图像特征进行统计，得到非零区域的总像素点数S、非零不连续光斑块和条纹带的总个数N、所有光斑块和条纹带的边界长度与所有光斑块和条纹带所占像素点个数的比值L；
所述潜在地质灾害程度评估模块，用于利用公式
Figure FDA0002831857130000021
获取潜在地质灾害可能性参数K，其中，A为超声扫描成像探头所探测覆盖的总区域，T为修正系数，T是超声成像剖面图的图像对比度来确定，图像对比度越大T值越小，N≥3，
根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度。
5.根据权利要求4所述的岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估***，其特征在于，所述超声成像剖面图获取设备包括超声扫描成像探头、推杆和图像处理模块；超声成像剖面图获取设备获取目标区域内所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图，具体包括，
通过推杆将超声扫描成像探头入钻孔内部岩体孔壁的目标区域中，通过推杆旋转、滑动或者侧向倾斜所述超声扫描成像探头，获取目标区域内所有位置、角度的超声扫描成像图，所述图像处理模块对所述所有位置、角度的超声扫描成像图进行高频和低频噪声信号滤除，得到所有位置、角度的岩体结构超声成像剖面图。
6.根据权利要求5所述的岩体内部异常结构监测与潜在地质灾害评估***，其特征在于，所述潜在地质灾害程度评估模块，根据所述地质灾害可能性参数评估岩体内部异常结构潜在地质灾害程度，具体包括，所述地质灾害可能性参数越大，评定岩体内部异常结构潜在地质灾害程度越大。
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