基于三维WebGIS的边坡地质灾害监测信息系统设计与实现

边坡类地质灾害时刻威胁人民生命与财产安全,实现对地质灾害的实时监测与预警非常必要。本文开发的地质灾害监测信息系统,针对边坡地质灾害发生特点,综合应用传感器技术、无线通信技术、三维WebGIS技术、倾斜摄影测量三维建模技术等,实现了边坡地质灾害监测信息的全天候远程、实时、精准采集和传输,并及时发布预警信息。该系统已成功应用于边坡地质灾害的监测与预警,取得了良好的效果。

复合材料边坡装配式排水沟应用技术

针对边坡加固中的排水沟施工工艺,研发一种基于复合材料的装配式排水沟,对该水沟的材料、工程特性进行测试分析,并成功应用于深圳市某边坡治理项目。该水沟施工快捷,糙率为0.0116,其排水能力强于同截面尺寸混凝土排水沟;连接板可承受物体的最大质量约为202kg,可供行人通行;根据荧光灯加速老化试验结果推算,使用年限约为51年,满足永久排水沟的使用年限要求;具有强度高、耐久性强、运输轻便、成本低于钢筋混凝土排水沟、适应性强以及低碳环保等优点。

基于光纤Bragg光栅的测斜仪设计与试验

为解决当前边坡深部水平位移监测中存在的监测效率低、测点数量受限等问题,提出将传感器串接在一条传输光纤上形成变形感知阵列的深部位移监测方法,研发了一种基于光纤Bragg光栅(FBG)传感技术的新型固定式测斜仪器。对光纤测斜仪进行实验测试分析其性能表现。标定实验表明:光纤测斜仪具有较好的线性度,角度分辨率可达到0. 015°,并通过室内模拟试验测试分析在不同的变形状况下光纤测斜仪的精确性,测试结果表明与实际变形较为吻合。

基于FBG的测斜传感器设计与实现

变形监测是进行边坡灾害预警预报的重要依赖手段,为解决当前边坡深部变形监测中存在的不足,研发了一种基于光纤光栅传感技术的测斜仪器。光纤光栅测斜传感器包括刚性单元、柔性感测单元及连接销轴,柔性感测单元为布设有光纤布喇格光栅(FBG)的等强度梁结构,FBG采用在梁表面对称布置的方式以消除温度对测量的影响。边坡内部岩土体变形时,刚性单元随之在连接处发生相对偏转,由柔性感测单元中FBG波长偏移量,利用FBG中心波长与应变、角度的线性关系,得到刚性单元间的相对偏转角度,实现边坡深部变形监测。实验表明,研制的测斜传感器测量单元线性度好,倾角测量灵敏度和分辨率较高,温度造成的误差较小。

基于新型土工聚合材料的边坡骨架挡水梗应用研究

挡水梗在边坡护坡中起到分割受水面积和引排的作用,传统多数通过支模现浇或预制混凝土块制作,施工工艺繁琐且现浇梗质量普遍较差。通过各种材料的混炼改性或合成改性,研制一种新型土工聚合材料的挡水梗,挡水梗安装要点主要包括接触面整平和固定方式,采用双面胶及射钉枪方法有效地提高安装效率。现场应用表明,该材料具有强度高、安装简单、低成本、美观等优点,适合于边坡挡水材料的推广应用。

半工字型的光纤光栅位移计设计及应用

光纤光栅测量技术逐渐成为光纤通信和传感测量领域中最重要的器件之一。通过总结以往光纤传感器设计方法,设计了一种基于半工字型的光纤光栅位移计,该光纤光栅位移计通过试验台位移测试,测试到的位移拉伸曲线较为稳定,且误差满足精度要求,仅0.05 mm;通过位移计拉伸称重测试,所测量的称重误差也满足要求,拟合系数达到了0.997。可见,所设计的位移计具有精度高、高稳定性、多功能用途等特性,可为光纤光栅传感设备的发展提供一种新的设计思路。

基于可拓理论的受纳场边坡稳定性评价研究

随着我国城市建设的快速发展,渣土受纳场日益增多,受纳场边坡灾害严重影响城市公共安全。以受纳场边坡为研究对象,通过总结受纳场边坡稳定性的主要影响因素,采用熵权法获取评价因素的权重系数,建立了一种基于可拓理论的受纳场边坡评价方法,并以深圳市某受纳场为例,验证评价方法的有效性。结果表明:该受纳场边坡等级变量特征值约为2.1,介于较稳定至基本稳定间,与实际监测结果对比,吻合较好,该方法为受纳场边坡评价工作提供一种有效、可靠的途径。

北斗卫星定位技术在边坡位移监测中的应用

北斗卫星导航系统精度高,应用越来越广泛。本文研究将北斗定位系统应用于边坡监测的可行性。对北斗监测工作站进行精度标定试验,结果表明,水平位移测量精度在2 mm内,沉降测量精度在5 mm以内。依托深圳一降雨蠕变型边坡,将北斗监测设备布设在该边坡上,通过4G无线传输模块以及太阳能供电实施自动化监测。北斗定位系统监测结果与全站仪监测数据吻合较好,可应用在边坡的自动化监测中。

北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用

运用北斗高精度定位技术对一高速铁路的桥梁段、路基段沉降变形进行了现场监测试验,研究该技术用于高速铁路基础设施沉降变形监测的精度和可靠性。研究结果表明:高速铁路接触网高压线对北斗测量精度的影响可以忽略,受台风天气电离层的影响较大,分析长期变形监测数据时应注意对台风天气引发的异常值进行识别和处理;北斗变形监测系统的测量中误差与基线长度呈线性正相关,基线长度在3 km以内时测量中误差不超过3 mm,可满足高速铁路有砟轨道的沉降观测技术要求,在监测精度要求较为严格时,建议基线长度控制在1 km以内。

基于网格搜索支持向量机的边坡稳定性系数预测

边坡稳定性分析是岩土工程的一个常见问题,影响参数较多。首先将影响边坡稳定性的样本集合建立支持向量机(Support Vector Machine,SVM)回归模型,而后使用网格搜索法(Grid-search)优化支持向量机的参数,并将优化过参数的支持向量机回归模型与贝叶斯岭回归模型、普通线性回归模型、梯度增强回归模型的预测结果进行对比。研究结果表明:优化后的SVM回归模型预测方法在边坡安全系数预测方法中更为精准稳定,具有一定的实际应用价值。

应用光纤光栅传感技术监测铁路钢桥螺栓断裂脱落的模型试验研究

为控制铁路钢桥高强度螺栓断裂脱落造成的铁路运营安全隐患,提出了一种基于光纤光栅传感技术的螺栓断裂脱落监测方法。从螺栓断裂脱落监测和防护2方面入手,设计了针对联结节点螺栓群的防护装置,避免断裂螺栓脱落侵入线路。以断裂螺栓部件冲击防护装置产生的应变作为脱落损伤标识量,利用布置于钢桁梁上的光纤光栅传感器测量应变,根据应变的变化确定螺栓断裂脱落情况。通过制作钢桥横联联结节点模型开展了螺栓断裂脱落监测试验,试验结果表明,该方法能够有效监测螺栓断裂脱落的时间、数量及位置信息,初步验证了应用于螺栓断裂脱落监测的可行性,为工程应用奠定了基础。

一维稳态流下考虑土拱效应的非饱和土主动土压力分析

为分析一维稳态流下非饱和土的主动土压力,将基质吸力的竖直分布应用于Bishop非饱和土抗剪强度理论中,考虑土拱效应分析墙后非饱和土的应力状态,基于有限差分法建立非饱和土的主动土压力、合力及其作用位置的计算方法。计算结果表明:由于墙面剪应力的作用,挡土墙上部的主动土压力大于扩展朗肯主动土压力,下部的主动土压力小于扩展朗肯主动土压力,扩展朗肯主动土压力是该土压力解的一个特例;地下水位与流动比是影响非饱和土主动土压力的关键因素。