基于数值模拟和变形监测的副井稳定性评价

急倾斜矿体开采时一般将副井布置在矿体下盘不远处,以致副井附近矿体开采可能诱发副井井壁应力集中或损坏。为此,以湖北三鑫为例,利用FLAC3D仿真软件,探究沿走向或垂直走向布置采场引起的副井围岩应力、位移变化,并采用应变计、位移计监测井壁应力与位移变化,评价副井稳定性。结果表明:沿矿体走向布置采场对采场围岩、悬空底柱及开采段副井井壁的稳定都极为不利,沿走向或大宽度垂直走向布置采场都不会引起地表及开采标高段附近的副井发生明显位移,但都会引起井口以下约250 m内的井壁因变形而发生应力集中;必须垂直走向布置采场并缩小采场宽度;采取4 m×4 m进路上向胶结充填二步骤采矿后,除岩土分界面附近井壁偶尔因开快车而造成连续2次垂直位移、应力差分别超1.2 mm、1.4 MPa外,其他监测值变化基本可忽略;地表基岩沉降观测表明各点沉降值变化一般不超过3 mm。

基于InSAR技术的大跨桥梁温度变形监测研究

以国内某高速铁路钢拱桥为研究对象,选取2017—2018年期间59幅C波段Senti⁃nel-1号雷达卫星影像,利用PS-InSAR技术处理影像获得桥梁的视线向(Line of Sight,LOS)位移,根据SAR成像空间几何关系解算出支座的纵向位移.研究结果表明:支座纵向位移的时空特性与实际桥梁结构相符合,验证了PS-InSAR技术观测桥梁结构位移的可行性.建立支座纵向位移与温度的线性相关模型,并与结构健康监测系统的实测结果进行对比.两者吻合良好,相对误差控制在10%以内,验证了PS-InSAR测量桥梁结构位移的可靠性.利用有限元模拟温度作用下桥梁支座的位移变化,并与PS-InSAR位移时间序列进行对比.两者趋势基本一致,LOS向位移误差在[-10,10]mm,验证了PS-InSAR测量桥梁结构位移的准确性.

柔性测斜仪在大型地下硐室围岩水平变形监测分析中的可靠性研究

随着地下硐室工程修建跨度及深度的增加,由于开挖卸荷引起的围岩变形破坏越来越严重。建设过程中围岩变形的实时监测对确保整个项目的安全运行起着至关重要的作用。不同于传统点式位移计只能对测点高程位置处进行监测,柔性测斜仪凭借其传感器灵敏度较高且各柔性节可以自由组合等优点,可以对整个布置范围内的围岩变形有更为准确且直观的监测。通过对柔性测斜仪在某大型地下硐室工程围岩收敛变形监测应用中的可靠性展开研究,并与传统点式位移计以及三维数值计算对比分析,结果表明:柔性测斜仪在硐室围岩水平收敛变形监测中具有较高的准确性,有效揭示了围岩变形趋势以及变化规律,可拓宽新型监测仪器在大型硐室工程巷道变形监测中的应用场景。

图像识别技术在水工隧洞收敛变形监测中的应用

基于图像识别技术的水工隧洞收敛变形监测技术,是实现水工隧洞全断面收敛变形简便、易操作的自动化监测的重要手段。在实践应用中,基于图像识别技术实现了靶标自动识别和位移自动测读,测量精度可控制在2 mm之内,通过试验获得了最佳靶标直径和适宜的拍摄距离参数,靶标适宜直径范围为150~250 mm,适宜拍摄距离根据洞径选择3~10 m,并结合某施工期水工隧洞工程进行实际应用,取得了良好的应用效果,可显著减少人工监测工作量,大大提高监测工作效率,研究结果可为隧洞安全监测提供重要参考和技术支撑。

变形监测灰色预测模型对比及替代方法研究

将变形监测灰色预测模型分为传统GM(1,1)模型及其改进模型、非齐次灰色模型、GM(1,1)幂模型及其改进模型3种类型,以Origin拟合函数Exp2PModl、Exponential和SRichards2作为3类灰色预测模型的替代方法,基于理论研究和实例验证对比分析3类灰色预测模型及其替代方法。结果表明,3类灰色预测模型在拟合函数、有无极限值、适合等时距或非等时距建模和适用范围等方面存在显著差异,需要根据变形监测数据特征选择合适的灰色预测模型类别;与3类灰色预测模型相比,Origin拟合函数在参数求解和建模数据要求上更具优势,而且可以得到相当甚至更高的拟合或预测精度,除需要编程实现的特殊优化目标外,完全可以代替灰色预测模型用于变形监测。

地铁气体灭火系统气瓶微变形监测技术研究

市场上使用的部分消防气瓶已远超年限,存在潜在的安全隐患,容易发生气瓶爆炸事故。因此,为保障消防气瓶安全,研究开发了以检测消防气瓶微变形为基础的安全监测技术,采取在气瓶表面缠绕线型传感器的方法检测变形。通过气瓶爆破试验,验证了该技术可有效探测高压气瓶的微变形,并利用以太网将信息传输至大数据平台集中管理,实现主动监管功能。

圆弧式地基合成孔径雷达在边坡变形监测中的应用

边坡变形监测是防止滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的有效途径之一。圆弧式地基合成孔径雷达是一种非接触式的新型地表形变监测设备,具有高分辨率、高频率、高精度、全方位、全天候实时监测等优点,更能有效地满足边坡变形监测的全面性和连续性要求。为了验证该设备在边坡变形监测中的效果和精度,本文采用两种便携圆弧式地基合成孔径雷达系统进行测试。测试结果表明,两种设备均能快速、全面地获得整个边坡的形变情况,具有较高的分辨率和亚毫米级的监测精度,且能实时发出预警,是一种全面高效的边坡变形监测手段。

SMW工法桩施工过程中变形监测与三维有限元数值模型的建立

SMW工法桩是基坑工程中的一种组合支护形式,兼具挡土与止水的作用,具有造价低、施工便捷、对基坑周边影响较小等优势。依托广东江门某基坑工程,通过现场监测和建立三维有限元模型数值模拟的方法对SMW工法桩施工过程中的变形进行研究。结果表明:围护结构桩顶水平位移的模拟值与实测值两者之差在3 mm以内,桩顶竖向位移模拟值与实测值两者之差在1 mm以内;实测数据与数值模拟结果基本拟合,所建立的三维有限元数值模型与实际工程结构较为相符,在施工过程中将现场监测与数值模拟相结合,以确保工程施工的质量与安全。

GPS在大坝变形监测中的可行性研究

大坝是人类工程建设中的重要组成部分,其结构完整性和稳定性对于水资源管理和灾害防范至关重要。因此,大坝的变形监测是必不可少的工作。传统的大坝变形监测方法存在一些局限性,如地面测量方式的限制和监测精度的不足。而全球定位系统(GPS)技术的出现为大坝变形监测提供了一种新的解决方案。随着社会的发展和科技的进步,大坝的安全问题日益受到关注。大坝的变形监测是确保大坝安全稳定的重要手段之一。本文以GPS技术为研究对象,探讨了其在大坝变形监测中的可行性。通过对GPS原理、精度、稳定性等关键因素的分析研究,得出了GPS可作为大坝变形监测的有效手段的结论。同时,还介绍了GPS在大坝变形监测中的应用案例,并对其优缺点进行了分析。最后,本文提出了进一步发展和完善GPS在大坝变形监测中的应用的建议。

移动式三维激光扫描在轨道交通结构变形监测中的应用

针对轨道交通作业窗口“受限”且传统测量手段无法全面获取隧道状态的问题,本文借助移动式三维激光扫描系统,结合实际工程案例对轨道交通结构进行检测,首先推导了三维激光扫描的基本原理和坐标转换数学模型,通过外业数据采集、内业数据处理获取了隧道点云数据。对比分析临近地铁隧道的深基坑项目施工前后三维激光扫描数据,结果表明:基坑施工过程对隧道结构产生了一定影响,且基坑正对影响区域结构变形最大,外扩影响较小,净空收敛累计变化量最大,为15.4mm。同时使用全站仪对三维激光扫描获取的净空收敛结果进行精度评估,结果证实了:移动式三维激光扫描测量隧道净空收敛和全站仪测量净空收敛累计变化量总体一致性较好,其中83.33%的监测断面累计变化量互差小于2mm。

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。

多路径误差对BDS-3变形监测精度的影响

为定量分析BDS-3观测值多路径误差对变形监测精度的影响,选取包含7个站点的某水利工程2022年共128 d的BDS-3监测数据,对监测站点周围树木裁剪树枝前后BDS-3观测值多路径误差、变形监测精度及二者的相关性进行研究。结果表明:1)多路径误差与BDS-3变形监测精度间存在强相关性,与其平面和高程精度的相关系数分别大于0.93和0.81;2)监测站点周围树枝裁剪后,使用B1I和B3I观测值的平均多路径误差从0.676 m、0.426 m降低至0.329 m、0.230 m,N、E、U方向的平均监测精度分别达0.9 mm、0.8 mm、1.7 mm和1.1 mm、1.0 mm、2.2 mm,较裁剪树枝前分别提高63%、69%、58%和52%、61%、48%;3)改变周围观测环境削弱多路径误差的影响后,使用B1I观测值的精度优于使用B3I观测值的精度,因此在BDS-3短基线变形监测的应用中推荐使用B1I观测值。

地铁变形监测研究现状综述

本文分别对地铁施工期间和运营期间的变形监测技术手段进行了总结、归纳,梳理了地铁变形监测数据处理方法的研究现状,总结了地铁变形监测目前研究存在的问题,并对地铁变形监测研究的发展方向进行展望,对研究地铁变形监测的系统化和自动化提供一些思路。

变形监测方法在地质灾害中的运用分析——以三都县国道G321公路改扩建工程为例

为有效预防滑坡这一地质灾害的发生,文章以贵州省三都县国道G321公路改扩建工程K2 300-K2 477左侧边坡为研究对象,在介绍该边坡变形监测必要性和重要性的基础上,对该边坡变形监测技术应用进行深入分析,提出具体的监测目的、内容、方法、要求、步骤与结果,并通过对监测结果的分析得出相应的结论,以期为相关人员提供参考,使边坡变形监测技术的应用达到预期目标,掌握准确的边坡一手资料,进而采取有效的工程措施。

内河航道岸线守护软体排变形监测系统框架设计

构建软体排变形监测系统是实现内河航道智能化的重要举措。针对软体排变形监测系统的复杂性,从硬件与软件系统构成入手,提出了软体排变形监测系统框架包括变形监测、数据可视化及变形分析三部分,利用分布式光纤、渗压计及柔性位移计进行多源监测,并构建了基于多源监测数据的变形交叉验证与识别方法,将处理后的监测数据载入基于LabVIEW和Matlab混合编程的变形分析系统,实现了多源监测的展示、分析与变形识别。研究结果可为内河航道整治建筑物服役状态的监测、预警及系统开发提供参考。

面向海量北斗变形监测数据的站点健康诊断自动化技术

2021年南水北调中线工程天津干线建立了包含102个国产北斗监测站点的沉降监测系统,每天新增约6.4 GB的原始观测数据和2125个沉降监测结果。工程距离跨度大,人工巡检效率低,难以快速、及时地对监测站点的健康状况进行诊断。为解决此问题,提出了一种面向海量北斗变形监测数据的站点健康诊断自动化技术。利用多路径误差是否长期大于阈值、沉降序列是否发生突变,实现对北斗监测站点周围观测环境和稳定性的及时诊断,以较低的人力成本实现对北斗监测站点周围植被生长变化和土质沉陷异常变化的快速分析和诊断。

基于相似测点对比的大坝变形监测数据粗差识别方法

针对混凝土坝变形监测数据粗差检测方法难以区分粗差和环境突变引起的数据跳跃问题,提出了一种基于K-means++距离聚类算法分区,采用OPTICS密度聚类算法结合局部异常因子(LOF)算法识别监测数据中粗差的大坝变形监测数据粗差识别方法。该方法通过K-means++算法实现测点区域划分,联合使用OPTICS算法和LOF算法进行粗差确定,通过对比属于同一分区不同测点的粗差出现时间来判定真实粗差。算例分析结果表明,该方法能有效鉴别变形监测数据中由环境突变引起的数据跳跃,显著提高粗差识别的准确性,降低粗差误判率。

三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的应用

随着我国经济的加速腾飞,城市交通设施建设力度在不断加大,桥梁作为城市交通的重要组成部分,在建设与检测技术等方面也在不断更新与提高。桥梁在长期运行后,由于受不均匀荷载及自然不可控外力等因素影响,局部会出现变形、裂缝等病害。由于桥梁横跨水面,受车流量及自然因素的影响,常规的GNSS接收机、全站仪等测量仪器难以快速、准确地获取桥梁全空间信息数据,而三维激光扫描由于其作业效率高、非接触等特点,具有传统测量设备无法比拟的优势。本文以江苏润扬大桥为例,探讨三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的应用,详细介绍了外业扫描、点云拼接去噪、成果图绘制及变形分析等步骤,为桥梁监测的新手段应用提供了借鉴经验。

多时相数字孪生滑坡变形监测方法与应用研究--以金沙江白格滑坡为例

高位隐蔽滑坡因为难到达、难识别、难监测,致使成灾表现具有极强的突发性和破坏性。针对传统人工地面调查和地面布设监测设备存在危险系数高、工作效率低、设备易损坏和离线误报率高等问题,提出基于无人机倾斜摄影测量技术构建高位隐蔽滑坡数字孪生体的方法,通过信息化、数字化手段对地质灾害变形特征及时空演化规律进行监测分析。以西藏金沙江白格滑坡为研究对象,利用无人机倾斜摄影测量技术获取2019年4月—2021年9月共计10期次航测数据,融合多源数据构建了多时相数字孪生滑坡体,通过多期孪生滑坡体实现对白格滑坡整体滑移、局部微变形、滑塌体积等多维要素的高精度定量分析,并及时应用于白格滑坡时空演化分析和监测预警中。研究表明:白格滑坡在2019—2021年监测期内存在持续变形迹象,强变形主要位于滑坡两侧及后缘,渐有扩大趋势,存在垮塌堵江风险。运用多时相数字孪生滑坡变形监测手段实现对地质灾害定性-定量化特征描述与风险评估,具有快速灵活、覆盖全面、不受复杂艰险地形条件限制等优势,可为高位隐蔽滑坡等斜坡灾害大梯度形变监测提供工程实践参考。

基于状态域的GNSS/加速度计变形监测突变故障检测方法

GNSS/加速度计融合监测集合了两种传感器的优势,可以提高构(建)筑物变形监测的准确性和完整性。目的为了解决传统故障检测方法必须依赖假设已知真实状态信息、需要建立状态迭代器且计算效率低等问题,方法对传统故障检测方法和状态域一致性理论进行推导创新,提出一种基于状态域一致性理论的GNSS/加速度计集成变形监测突变故障检测方法。该方法基于状态估计值和状态预测值构建状态检验统计量,直接在状态域进行故障探测,无须已知真实状态信息且避免了状态信息的迭代计算,与传统方法相比,效率更高,鲁棒性更强。在英国威尔福德桥人为激励变形实验中,于量测域加入不同程度的粗差用以模拟突变故障,并通过所提方法对GNSS/加速度计融合过程进行故障检测。结果结果表明:基于状态域一致性理论的GNSS/加速度计集成变形监测突变故障检测方法可以区分桥梁正常运营过程中发生的变形和突变故障,并可对GNSS/加速度计融合时的突变故障进行检测和及时预警。结论研究表明基于状态域一致性理论的GNSS/加速度计集成变形监测突变故障检测方法具备相应的GNSS/加速度计融合故障检测能力,对提高GNSS/加速度变形监测的可靠性和一致性具有重要意义。