Kalman滤波在自动化监测数据噪声处理上的应用研究

对Kalman滤波在静力水准和固定式测斜仪原始数据降噪处理中的应用进行研究。结果表明,在缓慢变形条件下,Kalman滤波可以有效过滤原始数据中的噪声,提供试验结果,还原监测对象真实变形情况。但在突发变形情况下,Kal-man滤波反应滞后。因此,实际应用中应综合使用滤波前和滤波后的数据,以更准确地研判变形趋势和规律,为自动监测数据的噪声处理提供了新的思路和方法。通过Kalman滤波的应用,可以进一步提高监测数据的准确性和可靠性,为工程安全监测和地质灾害预警等领域提供支持。

基于改进YOLOv8的轻量化钢筋端面检测算法研究

【目的】解决端面密集、直径尺度不统一、端面边界粘连、端面与背景融合以及端面之间存在遮挡等问题下的钢筋精确计数。【方法】提出了一种改进的轻量化YOLOv8模型框架,引入了空间和通道重建卷积模块(SCConv)和针对小目标检测的归一化Wasserstein距离(NWD)损失函数。【结果】消融试验的结果表明,SCConv模块可以在大幅减少网络参数的情况下保持网络性能,而NWD损失函数可以有效提高钢筋端面检测模型的精度,为高精度、轻量化的钢筋计数问题提供有效的解决方案。

基于光纤光栅传感器的高支模安全监测

介绍了光纤光栅传感器在大体积混凝土浇筑时对高大模板支撑体系(以下简称“高支模”)进行安全监测的应用情况.结合实际工程案例,介绍对箱体沉降、支撑体系水平位移、支杆轴力和混凝土从浇筑到凝固过程中温度变化进行监测时采用的光纤光栅传感器的结构原理,同时说明了相关传感器在测量对应参量时的安装方法及光纤光栅传感器温度应变交叉敏感的解决方法.分析光纤光栅传感器用于高支模体系安全监测时的优势与不足,为后续类似高支模安全监测提供借鉴.

基于视觉与加速度测量的结构动态位移融合估计

结构动态位移测量与精准估计对于结构安全运营和性态评估具有重要意义.基于计算机视觉的位移监测方法具有精度高、非接触式、成本低、设备安装简便等优点,在实际复杂工程环境中,设备难以架设,视觉测量方法较传统接触式位移监测方法具有明显的优势.图像分辨率和拍摄帧率等因素在一定程度上限制了视觉方法的使用.针对视觉位移测量技术高频振动识别精度低的问题,提出了一种基于视觉与加速度测量的结构动态位移重构方法,通过融合视觉低频与加速度高频振动响应信号,实现结构动态位移精准识别.首先,利用光流法从结构振动视频数据中提取结构位移响应,引入前后向误差与离群值过滤机制,提升特征点追踪精度,避免漂移问题.然后,利用逐次变分模态分解方法分别从视觉位移与加速度二次积分得到的位移信号中提取相应的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量.最后,基于互相关函数筛选机制,确定融合模态分量,融合基于视觉测量的低阶IMF与基于加速度测量的高阶IMF,重构结构位移响应.通过一个钢筋混凝土框架结构振动台试验,对提出的位移融合估计方法进行了试验验证.结果表明:与单一视觉测量方法相比,所提出的方法能够更为准确地估计结构动态位移,并且通过引入加速度测量中的动态位移分量,融合后的位移比基于视觉测量的结果具有更宽的频率范围.

三维激光扫描技术在建筑变形监测中的应用

三维激光扫描技术是通过利用高速激光扫描测量的方法,复建出1∶1三维点云模型的一种全新技术手段。在广西壮族自治区某商务主楼钢结构变形监测中,通过运用三维激光扫描技术获取建筑信息,并结合点云处理软件、CAD插件等软件,进行数据全面分析,完成对该超高层建筑物钢框架主体水平方向的变形监测。由此总结出三维激光扫描技术在建筑变形监测中的应用流程,为未来建筑的变形监测提供借鉴参考。

结合等变交叉正则化的轻量化双分支建筑物变化检测网络

空间细节信息和语义上下文信息在建筑物变化检测研究中扮演着至关重要的角色。然而,在当下主流的单分支网络架构中,同时获取这两种信息会面临计算成本和模型大小方面的严峻挑战。为应对这一挑战,本文提出一种全新的轻量化双分支网络架构用于高效特征提取,并引入等变交叉正则化模块以增强特征表达,从而实现精细化的建筑物变化检测。具体地,轻量化双分支网络架构由细节分支、语义分支和双信息交互融合模块组成,能同时高效地捕获空间细节信息和语义上下文信息,以生成细粒度的深度语义变化特征图;同时,等变交叉正则化模块从隐式监督角度出发,在不增加网络参数的前提下,从语义和空间层面对变化特征图进行一致性约束,从而提高网络在变化建筑物尺度和边缘上的感知能力;为了验证方法的有效性,本文选用现有优秀的轻量化和非轻量化变化检测网络作为对比方法,分别在WHU、LEVIR两个数据集上开展对比实验。结果表明,在仅需2.27 M参数和4.25 G浮点运算的轻量化前提下,本文方法在两个数据集上分别实现了87.03%、83.41%的交并比精度,综合性能显著优于现有的轻量化和非轻量化变化检测方法。研究成果有望为未来的轻量化建筑物变化检测研究提供科学参考。

改进粒子群优化LSTM神经网络的基坑地表沉降预测

长短期记忆网络(LSTM)拥有较强的非线性拟合能力,近年来被较多用于基坑变形或沉降预测分析中.针对LSTM存在重要参数确定比较困难的问题,提出采用改进的粒子群算法(IPSO)对LSTM神经网络中的迭代次数、批处理大小、隐含层神经元数量进行寻优.改进的粒子群算法通过引入遗传算法中的变异机制,避免了粒子群算法(PSO)在前期寻优时陷入局部最优,同时利用非线性变化权重和改进学习因子的方法提高了PSO的寻优效率.利用提出的PSO-LSTM方法对实际基坑沉降进行预测分析,并将预测结果与PSO-LSTM、LSTM的预测结果进行对比,发现PSO-LSTM较LSTM、PSO-LSTM的平均百分比误差相对降低了56.47%、11.92%.验证了IPSO-LSTM对基坑地表沉降预测的准确性.

穿越富水破碎带隧道开挖变形监测及控制研究

隧道施工有时需要穿越破碎带,特别是当破碎带较宽较陡又含丰富的地下水时,成为一项极大的技术挑战,开挖后可能产生较大的变形,威胁围岩稳定性及作业人员安全。针对某公路隧道穿越富水破碎带的工程实际,利用Abaqus软件采用数值模拟方法,构建了隧道与富水破碎带的三维模型,模拟了注浆前后围岩的变形行为,包括拱顶沉降、拱底隆起及拱腰水平位移等。为了验证注浆对围岩变形控制的有效性,通过现场监测数据与数值模拟结果进行了对比。结果表明,注浆处理显著减少了围岩的水平和竖向位移,使围岩变形更加缓和,有效提升了围岩的稳定性。

群坑施工对地铁隧道收敛变形的分析研究

越来越多的公用建筑在规划选址的时候更是直接将轨交沿线作为重要的选址因素之一。然而因为轨道交通施工工艺的特点以及承载公共交通安全的重要地位,使得邻近地铁的新建工程有着较高的施工风险,特别是地下深基坑施工阶段,邻近既有地铁隧道的基坑,在开挖时因土体卸荷作用会引起地铁隧道的变形。以桃浦智创城606地块商办项目为背景,分析研究了群坑深基坑施工对地铁隧道收敛变形影响情况,可为类似工程优化设计和施工提供参考。

上海轨道交通市域线下穿桥梁桩基托换施工技术与监测

依托上海轨道交通市域线机场联络线工程JCXSG-13标南回转匝道托换工程,为确保受力转换过程中桥梁结构安全,结合对既有桥梁结构形式、现场周边环境以及监测数据的分析,详细对桥梁桩基托换施工过程中施工技术、监测内容、监测数据、测点布置进行了研究,对监测结果进行对比分析。施工监测结果表明,所采用桩基托换设计、施工方案可行,桩基托换过程中未发现肉眼可观测的裂缝发生,混凝土梁竖向变形、主纵梁挠度以及钢立柱水平竖向位移基本设在控制值范围内,顶升过程中结构受力稳定、沉降在可控设计范围内,最后给出相关桩基托换设计和施工建议,可为类似工程提供借鉴。

地基基础检测方法的工程实践及效果评估

近年来,随着科技的进步和检测技术的不断发展,地基基础检测方法变得更为多样化和精确,这些方法不仅可以评估地基基础的质量,还能预测和防范潜在的风险,从而显著提高公路工程的设计和施工质量。结合公路工程中地基基础的特点,分析岩心钻探、地质雷达、静力触探试验和标准贯入试验等几种常用的地基基础检测方法。通过对实际工程项目的案例研究,评估地基基础检测方法在工程实践中的应用效果,并对地基基础检测方法的未来发展进行展望。

灰色-贝叶斯模型在地下托换沉降预测中的应用

在既有建筑物地下托换施工过程中,不均匀沉降可能会对上部结构造成严重损害。为此,本文基于MATLAB软件建立了灰色-贝叶斯预测模型,通过贝叶斯法对灰色GM(1,1)模型进行了优化。该模型用于预测地下托换引起的沉降情况,并结合了灰色模型的优点,如适用于小样本数据、无须假设数据分布规律等,以及贝叶斯模型的优点,如可利用已有数据不断更新预测结果,提高预测准确性。本文应用该模型对实际案例中地下托换施工引起的沉降进行了预测,并发现该模型能够较准确地预测沉降情况,并能够不断更新预测结果以适应新的数据。本文的研究成果为相关领域提供了一种新的组合预测模型,并为MATLAB在地下托换沉降预测方面的应用提供了借鉴和参考。

复杂基坑不利点监测及墙体变形预测模型研究

为了探究基坑开挖施工对地下连续墙的作用机理,以杭州市富阳区一深基坑工程为研究背景,沿墙体周边开展了相关监测工作。系统地研究了土体测斜水平位移曲线、地下连续墙最大侧移分布、地下连续墙拐角中心侧移图、地下连续墙最大侧移与基坑开挖深度关系,并运用Gauss分布函数得到了围护结构变形发展的预测模型。结果表明:围护结构变形符合规律,TRD地连墙具有较好的变形协调能力;墙体变形与基坑空间变形规律一致;模型的拟合效果与实际监测数据较为接近。研究成果可为深基坑支护设计和施工提供参考。

深基坑支护桩水平位移影响因素数值模拟研究

为分析不同影响因素对支护结构水平位移的影响,文中利用有限元模拟法建立基坑模型,研究支护结构水平位移与桩身深度关系随温度、内摩擦角以及桩身混凝土强度的变化规律。结果表明,随着桩身深度的增加,支护桩的水平位移不断降低。温度每增加1℃,桩身水平位移降低0.16 mm;土层内摩擦角每增加1°,桩身水平位移降低0.68 mm;桩身混凝土弹性模量每增加1 kPa,桩身水平位移降低3 mm;桩身混凝土弹性模量的变化对桩身水平位移的约束程度最大,设计支护结构时,应在经济条件允许的范围内采用高性能桩身混凝土。

基于图像识别技术的高大模板支撑结构位移监测

随着我国现代化建设的稳步推进,高大模板支撑体系被广泛应用于工程领域。但高大模板支撑体系高度较高,立杆具有较大的长细比,施加荷载后杆件会产生较大的沉降和变形,容易造成安全隐患。为研究施工荷载作用下高大模板支撑体系的稳定性,以宁波市某工程为例,运用计算机视觉位移测量方法,研究高大模板支撑体系在施工过程中的位移响应情况。结果表明,在每日监测范围内目标杆件位移变化较小,但在长期监测范围下,随时间推移,目标杆件的累积位移和倾角会越来越大。综上所述,该实测数据可为研究施工中荷载突然增大情况下的高大模板支撑体系结构状态提供数据支撑。

大厚度湿陷性黄土场地群桩基础负摩阻力分析

文中采用有限元仿真方法,分析群桩的桩土沉降、负摩阻力以及桩身轴力。结果表明,群桩的极限荷载承载力为45 kN,所有桩的桩周土沉降量均随着深度的增加而不断降低。当距桩顶深度小于20 m时,中心桩的桩周土沉降最小;当距桩顶深度大于20 m时,中心桩的桩周土沉降最大。浸水后的角桩、边桩和中心桩的摩阻力分别比浸水前高40%、38%、33%。浸水前,桩身轴力随着桩顶深度的增加呈现不断降低的趋势;浸水后,桩身轴力随着桩顶深度的增加呈现先增加后降低的趋势。距桩顶最远处,浸水后角桩、边桩和中心桩的桩身轴力均高于浸水前的桩身轴力。

基坑工程对邻近建筑物附加变形影响的分析

随着软土地区城市建筑密度的增加,基坑工程周围通常存在建筑物,基坑工程的开挖受到更严格的环境制约。在深基坑工程的设计中,必须考虑基坑开挖引起的附加变形满足周边建筑物提出的严格要求,基坑设计的关键从强度控制转变为变形控制。结合上海地区大量基坑工程实践,考虑邻近建筑物条件下基坑开挖的数值模拟分析,总结出适用于基坑围护选型阶段的实用计算分析方法,对方案选型进行指导。分别结合邻近桩基础和浅基础的不同基础形式建筑物的工程实例,对基坑开挖产生的邻近建筑物的附加变形进行计算分析,并与实际工程实施的监测结果相比较,验证了计算分析的必要性和可靠性,为类似基坑工程的设计和施工提供了有益的参考。

地质雷达探测技术在复杂地质岩土勘察中的应用

在建筑工程中,岩土层勘察对保证地基稳定至关重要,钻探、微测井等手段仅能获得某些部分点位的岩土层资料。文中阐述了地质雷达探测通过不同界面电性差异反映空间整体岩土性质的变化特点,在岩土层勘察中,地质雷达的参数设计、资料处理及岩土层信息解释等结果表明,该项技术可提供全工程区的岩土勘察资料,为工程设计与施工提供可靠保证。

自动化监测系统在地铁隧道保护中的应用

地铁临近施工可能会对地铁隧道的稳定性和安全性造成影响,自动化监测相对于人工监测具有更高的实时性、精度和效率,能够节约人力资源,提供长时间稳定的监测,并具备预警功能,有助于及时发现问题并采取相应的措施,从而保障隧道结构的安全运行。本文结合实际工程案例,利用自动化监测系统,通过监测隧道内道床沉降、水平位移、管片收敛和两轨高差等内容,研究地铁临近施工对地铁隧道变形产生的影响,结果表明:道床沉降累计值变化范围为-18.9 mm~-0.1 mm;水平位移累计值范围为-1.2 mm~11.8 mm;管片收敛累计值范围为-2.3 mm~6.1 mm;两轨高差累计值范围为-1.7 mm~1.6 mm,可以得知,基坑施工期间对道床沉降、水平位移、管片收敛影响较大,工后道床沉降累计值持续增加,水平位移累计值、管片收敛累计值趋于稳定,整体而言,两轨高差累计值受施工影响较小,但仍需进行定期监测以确保地铁的稳定运行。

平均间隙法在变形监测网基准点稳定性分析中的应用

为提高沉降变形监测的准确性,对平均间隙法在变形监测网基准点稳定性分析中的应用进行研究。以晋侯高速公路为例,基于每周期的观测结果,通过平差计算单位权方差的估计值,然后以估计值为基础计算一个共同的单位权方差估值,通过基准点坐标差计算另一方差估值,对比2个方差估值完成整体检验,然后对于存在不稳定点的变形监测网进行局部检验,不断找到并摘除不稳定点。试验表明:平均间隙法能够很好地检验变形监测网的稳定性。