位移向量方位趋势线在乌鞘岭隧道工程中的应用研究

采用高精度全站仪配合反射膜片所组建的三维变形观测系统对乌鞘岭隧道F7断层和志留系板岩夹千枚岩地段的三维位移进行测试和分析,并借鉴欧洲学者所发展的隧道三维变形展示方式来呈现隧道开挖地层的反应特性和变形特征。研究结果表明,用相距开挖面约1.0倍洞径处或在1.0倍洞径内的位移向量方位趋势线,可反映出一定区域岩体刚度的分布状况及变化趋势,并预判隧道开挖地层中一定范围内软硬岩层的变化趋势或可能存在的不良地质结构。目前国内尚处于试验探索阶段,宜将隧道开挖产生的位移信息与实际揭露出的围岩地质状况进行大量的对比分析与研究,并可辅之以其他的超前地质预报手段,以合理预测隧道前方的地质情况。

盾构隧道穿越特殊地质围岩位移向量趋势线变形响应特征

为减少由于地质因素导致的盾构施工灾害的发生,做到早发现、早预防,利用FLAC3D模拟软硬岩层、断层破碎带、岩层产状、岩溶、球状风化体等多种不良地质体对盾构隧道三维位移的影响,并借鉴国内外学者所发展的隧道三维变形展示方式来呈现隧道开挖地层的反应特性。结果表明:1)盾构由软岩往硬岩掘进时,位移向量趋势线减小;反之,位移向量趋势线增加。2)随着断层破碎带宽度的增加,位移向量趋势线呈现出规律性变化。3)地质界面倾斜时的位移向量角比地质界面垂直时小。4)相邻地层强度差异越大,位移向量趋势线变化越明显。5)岩溶和球状风化体的尺寸越大,位移向量趋势线变化幅度越大。

基于方位角矩阵的水平位移趋势动态分析

针对当前水平位移监测缺乏趋势分析问题,本文提出了一种基于方位角矩阵的水平位移趋势分析法,该法对传统测量坐标系进行改进,计算向量方位角,构造方位角矩阵,通过统计矩阵向量方位角最大概率,确定其对应的位移趋势方向,最终获得所有监测点位移趋势。实验结果发现,本文提出的方法理论依据充分,实施简单有效,可定性定量分析建筑物水平位移趋势,为水平位移监测提供准确可靠警报信息,不失为一种有效的水平位移监测数据分析新方法。

水库型堆积层滑坡位移方向协调性参数及其失稳判据研究

水库型堆积层边坡位移受库水位循环涨落及降雨的影响,具有波动与震荡的特点,然而其位移变化与突变多为库水位涨落及降雨所引起,并非一定缘于边坡稳定性降低。因此,运用传统单维度位移预测参数与判据分析该类滑坡稳定性时,经常会引起误判。针对传统单维度位移预测参数与失稳判据的局限性,本文根据滑坡全息论的基本原理,提出垂直位移方向率这一水库型堆积层边坡稳定性评价的位移方向协调性参数,并深入分析与确定了水库型堆积层边坡弹性压缩变形阶段和塑性失稳变形阶段该参数与其稳定性演化的定量关系。在此基础上,根据数理统计趋势位移分析原理,建立了边坡稳定性判据准则,并运用新滩边坡F系列监测点实际位移数据进行了垂直位移方向率的稳定性计算与分析。预测分析结果与该边坡实际稳定性演化阶段相吻合,说明垂直位移方向率参数在水库型堆积层滑坡稳定性评价与监测预警中具有一定的有效性。

舌侧活动翼不同翼拉伸长度内收下前牙的生物力学特征

背景:舌侧活动翼矫治技术是一种新型舌侧矫治技术,不同翼的拉伸长度影响前牙转矩控制效果,目前尚无相关的生物力学研究。目的:探讨舌侧活动翼矫治技术内收下前牙时牙列的位移趋势以及不同翼拉伸长度对下颌前牙生物力学效应的影响。方法:利用锥形束CT采集患者下颌骨以及下牙列数据信息,通过Mimics软件进行三维重建,建立舌侧活动翼内收下前牙的三维有限元模型。在ANSYS软件中分别分析工况A(2 mm拉伸长度)、工况B(2.5 mm拉伸长度)、工况C(3 mm拉伸长度)和工况D(3.5 mm拉伸长度)时下颌前牙的初始位移。结果与结论:①下牙列初始位移趋势:中切牙舌向倾斜移动伴有压低,侧切牙、尖牙轻度舌侧移动伴近中舌向扭转,第二前磨牙远中倾斜并伴有明显舌倾,第一磨牙整体表现为近中倾斜并伴有近中牙冠外翻。因此在下颌拔牙内收病例中,对第二前磨牙的舌向移动应给予重视,临床中可以通过相应的技术予以抵消。②前牙各方向位移趋势:从工况A到工况D,矢状方向:中切牙冠根位移差值由-11.891μm变为-5.7574μm,表示中切牙由倾斜移动向整体移动转变;侧切牙冠根位移差值由-11.8281μm变为-6.71145μm,尖牙冠根位移差值由-7.5723μm变为-4.6955μm,表示侧切牙及尖牙的倾斜移动也在向整体移动转变。垂直方向:从工况A到工况D,切牙的压低量逐渐增大,尖牙的压低量逐渐减小。结果表明,翼的拉伸长度会影响前牙的倾斜移动趋势;随着翼的不断拉伸,下前牙的转矩控制效果越好。

基于时间序列与GWO-ELM模型的滑坡位移预测

针对三峡库区的阶跃型滑坡位移特征,以白水河滑坡为例,提出一种基于时间序列和灰狼优化的极限学习机(GWO-ELM)位移预测模型。首先,根据滑坡的内在演化规律和外部影响因素,建立滑坡位移的时间序列模型,将监测位移分解为趋势性位移和周期性位移,并运用稳健加权最小二乘法的三次多项式对趋势性位移进行拟合,以此得到周期性位移。其次,对位移监测数据进行分析,选取周期性位移的影响因子,分别通过GWO-ELM、极限学习机(ELM)和灰狼优化的支持向量机(GWO-SVM)模型对周期性位移进行预测。研究结果表明:GWO-ELM预测模型具有良好的泛化能力,能有效减少人为误差,在预测精度上,明显优于ELM和GWO-SVM模型。基于时间序列与GWO-ELM位移预测模型具有较高的预测精度和泛化能力,是一种有效的滑坡位移预测方法。

基于向量方位角分布概率的水平位移可视化动态监测

当前水平位移监测多依赖于观测数值,缺乏对监测点整体位移情况分析及其可视化,必将导致水平位移整体分析缺失。针对此种情况,本文提出了一种基于向量方位角分布概率的水平位移可视化动态分析法,该法通过前后两期观测数值构造位移向量,再计算该向量的坐标方位角,将方位角归于改进测量坐标系某一象限,统计各象限方位角频数,利用其概率确定移动趋势。实验证明,本文提出的方法能有效分析水平位移的整体方向与趋势,是一种可视化程度较高的真实位移监测分析法。

褥垫层的位移场特性及其力学机理的试验研究

褥垫层对复合地基的各部分受力的分配具有调节作用,但其调节的内部机理还不明确,大量的研究还是以假定为基础。为探讨刚性桩复合地基褥垫层在荷载下的位移场变化趋势,利用自制的专利土工模型箱进行加固软土地基的室内模型载荷试验。监测逐级加载下复合地基的沉降规律及桩顶和桩间土的应力分布变化;利用经纬仪测算加载前后标记物的坐标变化,探寻褥垫层的应力场和位移场的动态变化特征,推究褥垫层的工作机理。试验结果表明:群桩复合地基的褥垫层材料总体上朝桩体试验区中心方向移动;褥垫层中从桩体附近的垫层颗粒到距桩体较远处颗粒所受的竖向应力越来越小,颗粒沉降量从桩顶中心向桩间土中心靠近时逐步递增;桩间净距越大,复合地基的整体沉降越大;褥垫层厚度越大,复合地基整体沉降未必增大;越接近试验区中心,桩间土的压缩沉降越大。试验结论为褥垫层优化设计提供了有益参考。

无稳基础的承台位移监测

某近岸无掩护式集装箱码头后方地基由软土碎石堆载形成,地基不稳定。由于外界条件变化和仪器观测精度的限制,监测数据经常出现波动。研究在此不利条件下保证变形监测的精度和质量的方法,并从错综繁杂的数据来判断承台位移趋势,及时提出预警信号。

基于马尔可夫链-卡尔曼滤波法的拱坝变形预测

变形监测分析和预警对大坝健康运行起着关键的作用,但是监测数据都不可避免地存在随机误差。卡尔曼滤波法可以有效地剔除测量数据中的噪声,然而,利用其对大坝未来的趋势位移做出预测时与实际情况吻合度不高。因此提出了马尔可夫链-卡尔曼滤波法,既能剔除测量数据噪声又可以准确的预测未来位移。利用浙江某拱坝位移实测资料,拟合并预测了该大坝的变形,验证结果表明该方法的拟合预测效果良好,可用于拱坝变形预测和安全监控。

陡倾层状不同倾角岩体下隧道的施工力学行为分析

本文是以具备典型的陡倾层状围岩特性的鸭江隧道为背景,利用通用岩土有限元软件MIDAS/GTS,建立无层面及岩层倾角分别为30°,40°,50°,60°陡倾层状围岩下的隧道开挖模型。在各模型中分别考察围岩应力、位移变化规律及初期支护受力特征,对比分析得出陡倾层状围岩开挖时的变形与受力趋势。

挤土效应下复合地基桩-土侧向运动趋势分析与数量表征

以江门观龙路沿河挡墙PHC预制管桩与水泥搅拌桩复合地基基础为例,运用MIDAS有限元软件建立复合地基的数值模型,得到桩土侧压力-水平向挠度影响变化曲线,结果表明:水平挠度是桩土侧压力的主导影响因素,且呈现出随沉桩深度的加深而减小的规律;通过有限元模型模拟静力分级加载工况得出,地基经加固后竖向沉降量降低了46%,并得出了复合地基荷载-沉降关系拟合曲线,可为地基竖向沉降提供经验计算公式;随后针对单桩与群桩挤土效应作用下的土体位移进行理论分析与现场试验,得出单桩效应时的土体水平位移与离管桩中心径向距离的影响曲线以及群桩效应时的土层位移趋势曲线,结果表明土体水平位移具有随土体深度先减小后增大最后趋于0的发展规律。

测量机器人在输电线路中铁塔安全性监测的应用

随着我国电力行业的快速发展,输电线路安全运营就显得尤其重要。输电线路铁塔基础的稳定性是保障输电线路铁塔安全、可靠运营的先决条件。对铁塔基础安全性监测可以时刻了解其变化趋势,并提前对不稳定因素做出正确预判,防止不安全因素造成铁塔倾倒等问题,给国家和地区用电带了不可估量的损失。测量机器人可以满足铁塔基础安全性监测的要求,结合乌东德特高压输电线路工程实例详细说明测量机器人在铁塔基础变形监测中的应用,通过实例验证测量机器人能满足铁塔基础变形监测的精度等要求。

大跨径双索塔斜拉桥运营期GNSS动态形变特征分析

随着桥梁运营年限的增加,其结构性能退化、索力松弛、基础沉降等引起的永久形变及长期性能变化是当前大跨径桥梁运营安全普遍关注的问题。该文以苏通大桥为例,采用连续准静态处理模式法获取16个关键部位GNSS高精度动态形变结果,分析了2021~2022年日常运营期不同监测断面三维位移特征,包括连续位移幅值变化及温度相关性、同时段不同监测点位移差异、监测点位移分布及月度均值变化、周日可恢复性等,对比了两次半幅封闭集约化养护施工期间上下游跨中监测点平面和高程变化受施工影响情况。相关结果可为大跨径缆索承重桥梁结构安全监测、长期性能分析、科学管养等提供参考。