典型黄土滑坡治理过程变形动态监测分析

文章以关中地区某典型黄土滑坡治理工程施工过程为研究背景,对治理施工进行到不同工序时,滑坡变形进行动态监测,掌握不同施工环节的坡体变形基础数据,对照治理施工各时段施工工序,结合变形监测成果分析滑坡在施工过程中的变形发展规律、变形容许值,同时验证滑坡治理效果、总结黄土滑坡施工及动态监测经验。

基于GPS-RTK和加速度计的桥梁动态变形监测试验

采用全球定位系统实时动态监测技术GPS-RTK(Real-Time Kinematic)和加速度计对天津富民桥进行现场动态变形监测试验。将RTK接收机的采样频率进行内部升级,由1Hz调至20Hz,并设计RTK和加速度计联合监测装置。为削弱RTK监测数据中的多路径误差和随机噪声影响,提出一种基于自相关函数的总体经验模态(EEMD)滤波和切比雪夫滤波相结合的混合型滤波器,称为AFEC(Autocorrelation Function based EEMD and Chebyshev)混合滤波,对RTK采集得到的数据进行滤波处理,识别出桥梁的动态位移,并与加速度数据求积分得到的位移序列进行对比,结果基本吻合,说明AFEC滤波器可以有效地削弱RTK监测数据中的多路径误差和随机噪声。

GNSS RTK技术下超高层结构的动态变形监测

以天津电视塔为监测对象,设计了基于GNSS RTK技术的超高层结构动态变形监测系统,并进行了强风下的现场试验。试验中同时采用双星座组合导航系统和三星座组合导航系统进行监测,并对监测数据进行了对比。采用Kalman滤波方法,使用Matlab软件编制的程序对监测数据进行处理分析,得到测点的振动轨迹及结构的主振方向和振动曲线。结果表明,GNSS RTK技术结合Kalman滤波用于超高层动态变形监测及其数据处理分析是可行的;由于北斗导航系统的应用,三星座组合导航系统可见卫星数目大大增加,坐标中误差及PDOP值也相应减小,动态变形监测的精度和稳定性也得到了大大提高。

多传感器估值融合理论在滑坡动态变形监测中的应用研究

在滑坡动态变形监测中一般会在滑坡体上布置多个传感器,以进行综合观测。目前的监测模型仅依靠某个关键点的数据进行评判分析,容易造成原始数据信息的流失,且以往的研究多集中于监测数据的整合,并未考虑传感器自身的因素,引起融合结果的不精确。为了克服以上不足,引入多传感器估值融合理论,选用误差均方差为评价指标,证明多源数据融合方法优于任意单一数据评价方法后,采用较高级的决策级融合方法,将其应用于西南某滑坡动态变形的监测分析,融合后的数据较为理想,消除了融合前数据的矛盾性和不准确性,获得了被测对象的一致性描述和解释。经分析知:该滑坡的整体位移随时间的增大而增大,且年均下滑速度也呈现上涨趋势,具有阶段性变化的特点。自监测之日起至今,由位移信息反映出该滑坡形变经历了以下4个不同的时期:2006年7月至2007年9月的缓慢变形期;2007年9月至2008年9月的匀速变形期;2008年9月至2009年8月的加速变形期;2009年8月至2010年2月的急剧变形期,这符合滑坡的工程特性依时性变化规律。另外,2个不同时期的"交接"位置,大多发生在8月与9月间,这最主要是因为该时期当地的降雨量比较大,由此反映出降雨入渗是引起该滑坡发生位移变形的主要因素,亦符合滑坡的一般自然规律。同时证明了该方法在滑坡动态变形监测与分析中具有有效性和可行性。

GNSS RTK技术下海洋平台桩腿动态变形监测及数据处理

海洋平台及其桩腿在长期使用中存在着波浪、海流、风荷载等环境激励作用下的动态响应。本文以海星达H32全能型GNSS RTK双频接收机为试验仪器,采用GPS+GLONASS+BDS三星系组合系统对位于渤海海域的埕岛油田某平台桩腿进行动态变形监测。结合Ensemble Empirical Mode Decomposition(EEMD)和Butterworth滤波方法的降噪特性,提出一种适用于海洋平台工作环境的新型混合滤波方法 MDB,并用Matlab软件编制的程序对GNSS RTK监测数据进行分析,得到桩腿测点的实时振动位移曲线。结果表明:GNSS RTK结合MDB滤波技术用于海洋平台桩腿动态变形监测是可行的;MDB滤波器能有效去除海洋平台振动信息的随机噪声和多路径误差;从去除多路径误差和随机噪声之后的海洋平台桩腿测点位移云图,可以非常清楚地看出桩腿在环境激励作用下水平方向产生的可逆位移轨迹,这对海洋平台结构健康监测、诊断和评估具有重要意义。

动态变形监测应用中的Kalman滤波方法研究

标准Kalman滤波最优算法是建立在给定准确的函数模型和随机模型基础之上的,因而其使用受到一定限制,于是出现了不少改进算法,这些方法各有其特点和相应的应用场合,且有些经验参数难以确定。本文利用GPS模拟实验数据,分别采用标准Kalman滤波、抗差Kalman滤波、Sage自适应滤波、抗差自适应Kalman滤波以及其改进算法五种方案进行滤波处理,比较分析了各种Kalman滤波方法在变形监测应用中的优点和不足,并提出了改进方案,以指导实践应用。

抗差自适应Kalman滤波在动态变形监测中的应用研究

抗差自适应Kalman滤波算法中,抗差等价权矩阵和自适应因子的计算,要求观测信息具有多余观测量且准确可靠,但在动态变形监测应用中,通常滤波观测值仅为三维坐标且存在较强噪声和粗差的影响。为此,先对该算法中的自适应因子和抗差等价权矩阵的计算进行研究和改进,然后计算了某高速公路边坡的GPS动态监测数据。结果表明,抗差自适应Kalman滤波能够有效地抵制动态变形监测中观测值异常的影响。

基于ICEEMDAN的多滤波算法在超高层动态变形监测中的应用

针对监测数据中存在多路径误差和随机噪声的问题,本文提出了一种基于改进的带有自适应噪声的完备集合经验模式分解(ICEEMDAN)、小波包分解(WP),以及递归最小二乘算法(RLS)的联合滤波算法(IWPR)。该算法首先对原始信号进行ICEEMDAN分解,得到一系列本征模态函数(IMF)分量;然后基于标准化模量的累积均值将IMF划分为高频IMF和低频IMF;最后考虑相关系数,利用WP和RLS分别对高频IMF、低频IMF进行去噪,重构两者降噪信号,获得动态位移响应。结果表明:相对于单一算法EMD、CEEMDAN、ICEEMDAN等,IWPR算法能够更有效地消除多路径误差和随机噪声,从而提高超高层GNSS RTK监测数据的精度。

矿山井塔GPS动态变形监测方法研究

为获取矿山井塔运营过程中的动态变形信息,对灾害进行预警预报,引入全球定位系统(GPS)的动态监测技术。分别基于经验模式分解(EMD)、小波变换(WT)及EMD-WT耦合方法,建立监测点的多路径误差模型。采用恒星日滤波技术,削弱相邻或邻近周日观测数据中的多路径误差,提高监测精度。对兖州矿业集团公司鲍店煤矿主井井塔连续3天的监测数据进行处理和分析。结果表明:用这3种方法均可获得较为理想的多路径误差模型,其中EMD-WT耦合方法相对最优;多路径误差被减小后的第2天与第3天对应坐标序列在X,Y和Z方向上的标准差分别减小54%,45%,53%和49%,39%,43%。

Bayes融合理论在库区滑坡动态变形监测中的应用研究

滑坡体的工程地质特性及其时效,可由传感器采集到的滑坡体动态监测数据从一个侧面反映出来,而在多个传感器融合的过程中,常常出现各个评价指标不一致的现象。为消除这种现象,采用基于Bayes理论的决策级融合方法,将其应用于西南某滑坡动态变形的监测分析。经分析知:该滑坡先后经历了缓慢变形期、匀速变形期、加速变形期和急剧变形期。表明该滑坡具有阶段性变化的特点,符合滑坡变形的一般自然规律。同时证明了该方法在滑坡动态变形监测与分析中的有效性和可行性。

顾及有色噪声的Kalman滤波在GPS高频动态变形监测中的应用

在GPS高频动态变形监测过程中,观测噪声存在很强的时间相关性,使用标准卡尔曼滤波并不能得到最优滤波解。本文给出了一种基于一阶高斯马尔科夫过程的相关观测噪声函数模型估计方法,以及基于此噪声函数模型的两种改进卡尔曼滤波算法,对一组GPS模拟振动实验数据进行滤波处理,结果验证了该噪声函数模型估计方法的有效性,并对基于此模型的这两种滤波算法进行了对比分析。

利用GPS监测大跨径桥梁动态变形试验及分析

以大型斜拉桥为例,利用GPS进行大跨径桥梁动态变形监测试验,对获取的数据进行处理和分析对比,以论证GPS定位技术在大跨径桥梁动态变形监测应用方面的可行性。

建筑设施管理的新趋势——动态变形监测

以秦皇岛港码头栈桥为例 ,介绍对重要建筑设施实施动态变形监测的方法。

GNSS PPP海洋平台动态变形监测分析

实时监测海洋平台在环境激励下的动态变形对于保障其安全运营有着重要意义。GNSS PPP技术无需设置基站,仅依靠单点监测站便可实现精密单点定位,因而在海洋平台变形监测领域具有潜在的应用价值。针对GNSS PPP信号受背景噪声干扰而精度较低的问题,本文提出改进CEEMDAN算法对GNSS PPP信号降噪,并应用于某海洋平台动态变形监测。结果表明:①GNSS PPP技术结合改进CEEMDAN算法可有效监测海洋平台在环境激励下的动态变形;②改进CEEMDAN可有效去除GNSS PPP背景噪声干扰;③基于降噪后信号可获取监测点清晰的三维位移轨迹,从而为结构安全评估提供参考。

动态变形监测特征曲线与边坡稳定状态判识初探

结合贵州高速公路边坡工程监测项目,说明动态变形监测的目的和意义,介绍了测斜仪的基本工作原理和仪器主要性能。通过数学统计和工程经验类比的方法,提出了滑坡变形监测预报参照值,并总结出"稳定型"边坡、"蠕动型"边坡、"滑动型"边坡、"崩塌型"边坡以及"倾倒型"边坡稳定状态动态变形监测曲线所具有的基本特征。

基于GPS动态变形监测的建筑物结构特性分析

文章分析了GPS动态变形监测的技术特点及数据特点,针对GPS动态变形监测数据非线性、非平稳性的特点,结合建筑物动态特性分析理论,建立了基于分层引入随机减量技(RDT)希尔伯特-黄变换(HHT)理论的模特识别方法。实验数据分析结果显示出了GPS用于建筑物动态变形监测的可行性及基于HHT理论的数据处理方法的准确性和稳定性。

多星座三差法在动态变形监测中的应用

提出适合动态变形监测的多星座三差法,该方法无须固定整周模糊度,直接采用完整的三差公式进行抗差岭估计,解算出变形量。采用该方法开发了软件,对实际的工程数据进行处理,处理结果表明本方法能快速准确地反映出北、东、高1 mm左右的变形,说明该方法能够在高精度的动态变形监测中得到应用。

GNSS 动态变形监测系统的设计与初步实现

GNSS 在精密工程形变监测应用十分广泛,从国内外的有关研究与应用材料中我们能够看出,GNSS 自动化监测系统已在桥梁、大型建筑、大坝等行业中的应用过程中取得了较好的效益。因此,GNSS 动态变形监测系统的实现具有广阔的市场前景,通过该系统可正确指导灾害管理部门做出决策。灾害的发生往往是突然的,人们对于突如其来的灾害通常措手不及,以致扩大了灾害的破坏性,给社会带来重大的经济和财产损失。变形监测系统的实现可以对重要的建筑及脆弱地质构造山体进行实时监测,对争取救援时间,减轻灾害造成的损失有着极其重要的作用。

高层建筑物GPS动态变形监测数据处理

现代经济社会的发展带动着高层建筑建设事业的突飞猛进,需要采取行之有效的技术方法,准确监测与分析其结构性振动与变形,消除结构局部性破坏带来的影响。下文就GPS动态变形监测的重要性,以及GPS动态测量数据处理基本理论与方法进行分析。在探讨GPS观测量动态随机模型相关问题的同时,从GPS多路径效应的产生机理等方面,研究了高层建筑物GPS动态变形监测多路径误差处理措施。

估值融合理论在滑坡动态变形监测中的应用研究

在滑坡动态变形监测中一般会在滑坡体上布置多个传感器,以进行综合观测。目前的监测模型仅依靠某个关键点的数据进行评判分析,容易造成原始数据信息的流失,且以往的研究多集中于监测数据的整合,并未考虑传感器自身的因素,引起融合结果的不精确。为了克服以上不足,引入多传感器估值融合理论,在证明了误差均方差最小意义下,多传感器数据融合的效果优于任一单个传感器进行估值的效果后,将其应用于西南某滑坡动态变形的监测分析。经分析知:该滑坡先后经历了缓慢变形期、匀速变形期、加速变形期和急剧变形期。表明该滑坡具有阶段性变化的特点,符合滑坡变形的一般自然规律。同时证明了该方法在滑坡动态变形监测与分析中具有有效性和可行性。