城市地下空间安全监测与预警指标研究

为保障城市地下空间开发利用的安全性,促进城市可持续发展,通过文献调研、现场调查和专家咨询等方法,分析提出城市地下空间监测的五项原则,将监测对象划分为三类:工程结构本体、周围岩土体以及周边环境。将监测指标归纳为变形类、力学类、振动类和宏观状态类共四类,其中变形类指标执行双控要求,其他三种指标执行单控要求。监测趋势预测分析可采用公式法、回归分析法、时间序列分析法、灰色预测法、神经网络法和支持向量机法等。全国各地监测控制值基本一致,但预警分级标准存在地区差异,其中北京市和广州市分级预警具有较大参考价值。目前城市地下空间安全监测存在七项不足:预警分级标准不完善,人工监测效率低,监测参数单一,监测信息缺少共享协同,测量精度较低,重监测轻预测以及缺乏数据融合和机器学习应用。针对这些问题,可采取七项措施进行改进:建立合理预警分级标准,发展自动化与智能化监测,多参数综合监测,应用远程监测与云平台,开发高精度测量设备,监测和预测并重,以及数据融合与机器学习应用。

谷幅变形全天时自动化监测的精密气象改正方法

谷幅变形监测对保障蓄水电站等重大基础设施安全有重要作用。然而,传统谷幅变形监测方法大都选择河谷两岸气象条件较为稳定且一致时观测,很大程度上限制了谷幅变形监测全天时自动化监测的实施。为此,引入测量平差理论,研究谷幅变形全天时自动化监测的气象误差改正方法。首先,采用传统气象改正模型初步改正光电测距的气象误差;其次,采用Fourier级数拟合建立初步气象距离的全天时趋势误差模型,并据此削弱趋势项误差;再次,提出联合稳健卡尔曼滤波和加权最小二乘算法获取全天时谷幅变形观测值;最后,选用了锦屏一级水电站测试上述方法。结果显示,该方法估计的谷幅变形精度约0.9 mm,基本能够满足谷幅变形监测对精度的要求。

水电站库区不良地质体In SAR数据可视化处理方法研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是利用合成孔径雷达对同一地区观测的两幅复数值影像(既有幅值又有相位的影像)数据进行相干处理,以获取地表高程信息的技术。星载InSAR技术专业性强,数据处理过程相对复杂,图形成果大都通过专业软件生成,因此难以应用于信息化平台。为实现大型水电站库区不良地质体星载InSAR数据在监测信息化平台GIS场景中可视化呈现,基于北京超图SuperMapiDesktop、i Server软件对InSAR多时序矢量点云数据的专题图制作、瓦片模型构建、在线发布等数据可视化处理方法进行了研究,可为类似工程项目提供有效参考。

某沥青混凝土心墙堆石坝变形特性分析

高坝大库水电站中沥青混凝土心墙堆石坝所处地形地质环境复杂、心墙单薄、荷载大、应力水平高以及大坝渗流与变形机理复杂,因而大坝的运行安全掌控与评价难度很大。为此,结合已建的某高沥青心墙堆石坝工程,研究原型观测特性及三维应力变形规律,并将数值模拟结果与原型观测数据进行比较。结果表明,坝体最大沉降为1.56m,发生在约为坝体1/2高程处,最大沉降约为坝高的1.2%;大坝变形特性符合心墙堆石坝变形的一般规律,大坝右岸沉降变形较左岸大,整体而言,大坝变形趋于稳定,数值模拟与原型观测数据基本一致。

基于熵权集的大坝分部位动态健康评价方法研究

针对目前大坝安全评价存在主观性强、结论指导性弱、分析滞后等缺点,提出以部位为对象,以特征时段为区间的大坝动态安全评价方法,根据多效应量来获取指标的隶属度,结合信息熵理论和专家评估法确定指标权重,通过聚类方法进行时段类比。方法已编制为程序,并应用于狮子坪大坝工程安全决策。工程应用表明:该法能够实时给出关键部位安全性态随时段的演变过程,结论以过往性态为基础,便于工程操作,根据监测资料的变化对指标权重予以修正,数据趋于平稳时权重进行减小,反之增大,符合实际,为大坝安全评价提供一种新思路。

高海拔大温差拱坝谷幅弦线自动监测系统研究与应用

谷幅弦线变形监测是大坝安全监测的重要手段。针对谷幅弦线监测现状,结合高海拔、大温差应用场景下的特殊性,融合激光测距和物联网技术,研发了全自动全天候谷幅弦线监测系统,并在黄河上游龙羊峡和李家峡大坝进行了应用。同时,依据监测数据分析了激光测距精度的主要影响因素,建立了受气温和气压影响的激光距离计算方法。通过观测数据和系统稳定性计算,验证了该系统的稳定性和适应性。

黏土固化剂在峡山塘水库土坝防渗工程中的应用

黏土固化剂是新一代灌浆材料,它能广泛应用于防渗加固工程。黏土固化剂防渗灌浆技术在实际工程中被证明切实可行,而且施工工艺简单,工程效果良好,经济效益明显,同时也符合低碳环保的大趋势,是值得在中小型防渗工程中进行推广的新技术。结合湖南省第一个黏土固化剂防渗技术试点工程——双峰县峡山塘水库1号副坝防渗加固工程实例,对该技术施工工艺和工程效果做了简要阐述,论证了该技术在防渗工程中的可行性。

基于GIS的航电枢纽安全监测信息管理系统设计与应用

为解决航电枢纽安全监测海量数据统筹管理以及GIS技术结合应用程度低等问题,开发了基于GIS的航电枢纽安全监测信息管理系统。倾斜摄影技术的应用实现了高效建立工程三维数字模型,通过实景模型与工程监测的结合,为监测点可视化管理及成果可视化展示提供了条件。系统实现的技术路线,可为类似工程项目提供参考。

土石坝变形监测平面模型方法研究与应用

影响土石坝运行安全两大主控因素是变形与渗流,其中不均匀沉降是影响土石坝变形安全的主要体现。坝体变形不协调,将影响大坝安全运行,而坝体变形监控与模拟分析技术研究是保障土石坝安全运行的关键技术问题。现阶段土石坝变形监控与模拟分析技术普遍采用单点时序预测模型,难以反映大坝的整体变形状态,而基于单点序列的平面模型在理论和方法上研究较少。基于克里金插值方法建立了土石坝变形平面模型,通过某砾石土心墙堆石坝监测资料模拟分析表明,该变形监测平面模型建模方便,精度较高,具有良好的工程应用价值。

基于“天空地”一体化技术的安全监测系统建设与应用

西藏江达县白格村金沙江右岸于2018年10月11日和2018年11月3日先后发生2次大规模滑坡—堰塞湖堵江事件,溃堰洪水对下游拉哇库区不良地质体的稳定性造成不同程度的影响。为保障下游水电站建设安全,对拉哇库区主要不良地质体建立了基于星载InSAR技术、无人机技术和地面传感器实时监测的“天空地”一体化监测预警体系,以多维空间采集技术获取变形信息,通过智能监控平台对信息及时进行处理、分析和可视化呈现,利用平台、短信等方式向相关人员进行分级告警,取得了较好的应用效果。

谷幅(弦线)变形自动监测系统的研制与应用

基于激光测距传感器、温湿压传感器、智能数据终端等设备自主研发一套谷幅(弦线)自动监测系统,弥补谷幅人工观测的不足,并在传统的距离改正模型基础上,研究适合高山峡谷的谷幅观测精密气象改正模型,从而为工程提供高精度、准确可靠的谷幅监测数据。工程实际应用表明,谷幅(弦线)自动监测系统具有安全、可靠、高效、精度高等优势,适合各种地区的谷幅观测和距离改正,同时也适合外观自动化监测的距离改正。