1.一种盾构机用复合地层识别系统,其特征在于,包括:振动监测装置:用于安装在盾构机刀盘的辐板上,能够监测刀盘的振动信息;所述振动监测装置具有多个,振动监测装置安装在盾构机刀盘滚刀或刮刀附近的辐板上,多个振动监测装置距离刀盘中心的距离不同;振动监测装置的布置形式根据刀盘的直径与型式确定,在刀盘上确定3-6环圆周作为布置振动监测装置的位置,根据刀盘开孔的情况,在每环圆周上分不同相位布置2-5套振动监测装置;无线信号接收装置:用于安装在盾构机螺旋出土器的进渣侧位置,无线信号接收装置与振动监测装置无线连接,能够接收振动监测装置监测得到的振动信息;电刷滑环:用于设置在盾构机螺旋出土器的出渣侧位置,电刷滑环与第一线缆的一端固定,第一线缆的另一端与无线信号接收装置连接,第一线缆能够与螺旋出土器的螺旋轴固定;监控终端:监控终端通过第二线缆与电刷连接,电刷与电刷滑环接触;将传感器的时程曲线横坐标时间乘以刀盘转速和传感器所在位置旋转半径,进行坐标转化,得到新的横坐标传感器行程,并将传感器行程绘制于刀盘开挖面图上;将原时程曲线中的纵坐标振动频率、振动加速度或者振动速度参数绘制于开挖面圆环上,得到振动频率、振动加速度和振动速度的空间分布曲线;将各个传感器的时程曲线通过上述步骤转变为空间分布曲线,并绘制于同一开挖面图形中,即得到开挖面范围内刀盘振动特征分布图;分析所述空间分布曲线图,对图中振动信息发生突变的点进行拟合得到一条分界线,即认为该分界线为开挖面内软硬地层的分界面。
2.如权利要求1所述的一种盾构机用复合地层识别系统,其特征在于,所述振动监测装置包括外壳,所述外壳内安装有振动传感器,所述振动传感器与控制器连接,能够将采集的信息传输给控制器,所述控制器通过无线发射模块与无线信号接收装置连接。
3.如权利要求2所述的一种盾构机用复合地层识别系统,其特征在于,所述控制器及无线发射模块与电源模块连接,电源模块能够对控制器和无线发射模块进行供电。
4.如权利要求3所述的一种盾构机用复合地层识别系统,其特征在于,所述电源模块与发电元件连接,发电元件能够产生电能并存储在电源模块中。
5.一种盾构机,其特征在于,安装有权利要求1-4任一项所述的盾构机用复合地层识别系统,盾构机安装有多个振动监测装置,多个振动监测装置安装在刀盘的辐板上,且多个振动监测装置距离刀盘中心的距离不同;振动监测装置的布置形式根据刀盘的直径与型式确定,在刀盘上确定3-6环圆周作为布置振动监测装置的位置,根据刀盘开孔的情况,在每环圆周上分不同相位布置2-5套振动监测装置。
6.如权利要求5所述的一种盾构机,其特征在于,所述盾构机的螺旋出土器的螺旋轴采用空心轴,所述无线信号接收装置安装在空心轴靠近螺旋出土器进渣侧的端部内部。
7.如权利要求6所述的一种盾构机,其特征在于,所述无线信号接收装置与电刷滑环之间的第一线缆固定在螺旋出土器的螺旋轴内部。
8.如权利要求5-7任一项所述的一种盾构机对复合地层的识别方法,其特征在于,包括以下步骤:盾构机的刀盘转动,振动监测装置实时采集刀盘的振动信息;根据采集的振动信息,获取振动监测装置在运动轨迹上振动信息发生突变的点;对多个振动监测装置在运动轨迹上振动信息发生突变的点进行拟合,得到复合地层的分界线。
9.如权利要求8所述的一种盾构机对复合地层的识别方法,其特征在于,对振动监测装置采集的振动信息进行数字滤波处理,对振动信号有效波进行提取,然后得到振动监测装置在运动轨迹上振动信息发生突变的点。
10.如权利要求8所述的一种盾构机对复合地层的识别方法,其特征在于根据预先建立的振动信息与岩石强度的对应关系模型得到复合地层的岩石强度。