隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测方法与装置
技术特征：
1.一种隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，在所述信号处理模块中，使用时频域极化加权滤波方法根据反射波采集模块处纵横波偏振方向的差异，利用纵横波极化参数的差异实现地震记录中纵横波的分离，其过程包括：
3.如权利要求2所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，隧道纵横波分离滤波器包括p波、sh波和sv波滤波器，分别为：
4.如权利要求3所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，提取出所需的有效横波成分的公式为：
5.如权利要求1所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，在所述信号处理模块中，逆时偏移成像的过程包括：
6.如权利要求1所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，所述剪切波激发模块包括伸缩机构和剪切波激发头，所述伸缩机构用于控制剪切波激发头进行伸缩动作。
7.如权利要求6所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，所述伸缩机构包括液压伸缩控制器和液压伸缩油缸；所述液压伸缩油缸与剪切波激发头相连；所述液压伸缩控制器与液压伸缩油缸相连，用于控制液压伸缩油缸运动，以带动剪切波激发头自动伸缩。
8.如权利要求6所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，所述剪切波激发头的外部为锯齿状耦合装置，以实现剪切波激发头与围岩的充分接触；所述剪切波激发头的内部设置有多个串联连接的剪切震动子模块，各个剪切震动子模块在电流作用下产生振动，激发出编码信号。
9.如权利要求1所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，其特征在于，所述剪切波激发模块安装在掘进机护盾上；所述反射波采集模块安装于掘进机刀盘上；所述反射波采集模块为三分量传感器阵列。
10.一种隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置，包括：
技术总结
本发明属于隧道施工探测领域，为解决目前无法对米级‑亚米级等中小型不良地质体进行准确探测的问题，提供了隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测方法与装置。其中，隧道掘进机施工聚能剪切声波超前地质探测装置包括剪切波激发模块、反射波采集模块及信号处理模块；剪切波激发模块利用多点源信号延时激发聚焦原理激发产生高频聚焦声波，使得高频聚焦声波在掘进机前方实现声波能量汇聚并转换为横波；反射波采集模块用于采集当横波遇到异常体时所产生的反射波；信号处理模块用于接收反射波采集模块采集的反射波，并使用时频域极化加权滤波方法提取出反射波中的横波信号，再基于逆时偏移成像，实现了米级‑亚米级异常体精细成像。
技术研发人员：刘斌,公志飞,陈磊,方刚,任玉晓
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2
技术研发人员：刘斌,公志飞,陈磊,方刚,任玉晓
技术所有人：山东大学
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