便携式全方位微变监测雷达系统精度分析

微变监测雷达能够对观测区域进行全天时、全天候、非接触式、大面积、亚毫米级精度的形变位移监测,其监测精度分析是进行形变分析和精确预警的关键科学问题。本文采用便携式全方位微变监测雷达系统进行了精度研究和测试分析,首先推导了便携式全方位微变监测雷达的一维和二维信号模型,并对影响微变监测雷达监测精度的因素进行了分析;其次,设计一维形变监测实验,采用角反射器等强反射体作为观测目标,并将光学棱镜与角反射器刚性连接,通过雷达监测结果与全站仪监测结果的对比,对一维形变监测精度进行分析;最后,以分布式角反射器模拟观测场景,分析微变监测雷达的二维形变监测精度。一维、二维形变监测实验结果表明,监测结果与实际位移一致性较好,设计的参考角反测量均值在0.1 mm之内,且系统形变监测精度可达亚毫米级,能够实现高精度的微变形监测应用。

微变监测在营运中隧道稳定评估之应用

衬砌异状肇因的分析作业为营运中隧道安全评估的基础,亦为确保隧道结构安全稳定所需维修补强的关键信息。而隧道周围的外力变化为各种影响隧道稳定的因素中至为关键的一项,且为补强设计之直接依据。本研究基于运动学观点分离隧道位移为刚体运动与变形两大分量,再探讨隧道周围不同应力变化造成的变形特性,建立衬砌变形特征曲线。继而依据隧道变形机制与衬砌变形特征曲线的关系,结合差分全球定位系统(Differential global positioning system,DGPS)与新型全测站之自动目标识别、照准及放样功能,高精度地测量隧道剖面3D绝对坐标,并透过前后测量结果求得衬砌变形曲线,比对典型衬砌变形特征曲线,从而掌握隧道周围应力变化之趋势。经案例应用结果显示,本研究所提微变监测可成功推测隧道剖面变形的机制,有助于提供量化的隧道检测数据。

真实赋存环境下文物本体微变监测关键技术与应用

本文从计算机科学、人工智能与文化遗产预防性保护的交叉为背景入手,以主动视觉模式分析为核心,针对真实环境下文物本体状态缺乏有效监测手段这一关键性难题,开创性提出基于主动成像条件重现的文物本体表面原位监测技术,自主研发了高精度、低成本且拥有全部核心知识产权的文物本体微变监测系统。着重介绍了实现该系统必须解决的三个关键发明点:真实赋存环境下文物本体缓慢、细微变化的及时发现与精确测量关键技术,文物本体变化与相关因素联合分析关键技术,文物本体监测和病害相关数据的有效管理工具,最后,总结了该项目的优势及其广泛的应用现状和前景。

地形微变远程监测仪在地表微变形监测中的应用

边坡监测是工程中经常面对的问题。常规的外观监测方法主要有全站仪法、GPS法等,这些方法是点源监测,监测频率低、工作量大。介绍了采用地形微变远程监测仪(IBIS-L)对滑坡、煤矿进行边坡外部变形监测的方法。该设备结合了步进频率连续波技术和合成孔径雷达技术。实例监测结果表明,地形微变远程监测仪在地表微变监测方面具有很高的先进性,可以24 h进行面源观测,测量精度高、范围广、操作方便;数据采集过程无需人工干预,简化了监测过程,有效降低了工作强度。

IBIS-L在滑坡地表变形监测中的应用——以宁南县白水河滑坡为例

IBIS-L是干涉测量、SAR技术及步进频率波的结合体,目前在地表微变形监测中应用非常广泛,但其应用于滑坡形变监测中的实例较少,且缺少统一的监测及数据处理方法。以西南地区白水河滑坡为监测对象,在初步认识该滑坡的地质原型的基础上,利用IBIS-L开展了滑坡地表变形监测。重点介绍了IBIS-L开展滑坡变形监测的过程及数据处理的方法,分析了白水河滑坡在监测期的变形特征。最后将本监测与滑坡变形特征的数值计算结果作了对比,结果显示利用地微变远程监测系统对滑坡开展地表变形监测是可行的。

微变雷达监测在露天矿山边坡监测的应用

通过雷达技术监测露天矿山边坡变形沉降情况,可以测量边坡表面位移变化,以此了解边坡变形情况,并进行滑坡预警。此次研究主要是探讨分析微变雷达监测在露天矿山边坡监测中的应用,希望能够对相关人员起到参考性价值。

地形微变远程监测仪在滑坡变形监测中的应用

主要介绍一种全新的外观变形监测手段——地形微变远程监测仪(IBIS-L)。目前滑坡的外观变形采用的技术手段主要是全站仪,这种方法能够将滑坡的外观变形引到大地测绘网中,便于系统地统计滑坡外观变形。但这种方法的操作相对复杂,不能够直观地把整个滑坡体的变形量显示出来。此外,在环境因素比较差的条件下就很难操作。这种远程监测仪将首次应用在大尺度测量领域的合成孔径雷达引入到地面小范围监测领域中。

Characteristics of microseismic b-value associated with rock mass large deformation in underground powerhouse caverns at different stress levels

Rock mass large deformation in underground powerhouse caverns has been a severe hazard in hydropower engineering in Southwest China.During the development of rock mass large deformation,a sequence of fractures was generated that can be monitored using microseismic(MS)monitoring techniques.Two MS monitoring systems were established in two typical underground powerhouse caverns featuring distinct geostress levels.The MS b-values associated with rock mass large deformation and their temporal variation are analysed.The results showed that the MS bvalue in course of rock mass deformation was less than 1.0 in the underground powerhouse caverns at a high stress level while larger than 1.5 at a low stress level.Prior to the rock mass deformation,the MS b-values derived from both the high-stress and low-stress underground powerhouse caverns show an incremental decrease over 10%within 10 d.The results contribute to understanding the fracturing characteristics of MS sources associated with rock mass large deformation and provide a reference for early warning of rock mass large deformation in underground powerhouse caverns.