岩土工程安全监测交叉影响分析的原理及应用

发表时间:2020/5/22   来源:《城镇建设》2020年第7期   作者:卢冰
[导读] 经济在快速发展,社会在不断进
         摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,当前边坡变形稳定性预测主要采用单个测点的时间趋势模型,在多测点环境中易出现虚假报警,需要必要的空间分析模型和方法来弥补。为提高边坡稳定性预测的自动化水平,减少虚警率,提出了基于质点对碰撞后位置关系判断其约束条件的多测点交叉影响空间分析方法,以筛选出可能率先失稳的局部区域.通过构造含噪声的位移增长测试函数及应用地铁车站基坑工程的实测数据验证了该方法的特点和使用效果。研究表明:即便在一定的噪声及温度波动干扰条件下,交叉影响分析方法也可以识别出与整体变形趋势不一致的个别测点,准确挖掘失稳前兆信息,实现了边坡监测信息空间趋势分析的模型化。
         关键词:安全监测;空间分析;交叉影响;稳定性预测
         引言
         信息技术的发展和普及,使生产方式发生了一定程度上的改变。与此同时,数据量也不断增加,大数据时代已经到来,对人们生活和工业生产造成了影响。为了实现对大数据的有效分析和处理,大数据技术应运而生,在岩土工程监测中应用大数据有助于提升监测效率和准确度。因此,对基于大数据时代的岩土工程监测进行探讨,具有十分重要的意义。
         1岩土工程自动化监测系统应用优点
         (1)应用便捷性较高在岩土工程监测中,自动化监测系统应用便捷性比较高,能够更好的对岩土工程进行监测。通过岩土自动化监测系统,可以对周边岩土环境进行数据采集和数据处理,平常需要人工完成工作可以通过自动化监测系统完成,能够更好的提升工作效率,保证工程质量。(2)降低人工参与度以及人工负担在岩土工程中,通过自动化监测系统可以降低人工参与度,更好地提升工作效率。在岩土工程中,如果采用人工监测的方法,受到各种因素影响,对岩土工程监测质量造成影响。通过岩土自动化监测系统,可以更好地降低人工参与度,消除一些不利因素的影响,从而更好的保证岩土工程安全施工。(3)监测范围广泛在岩土工程中,通过自动化监测系统可以使得监测范围更加广泛,从而更好的对岩土工程进行监测。在传统的岩土工程监测中,监测范围很大程度上取决于人工视线长度,所以自动化监测系统监测范围更加广泛。
         2岩土工程安全监测交叉影响分析的原理及应用
         2.1两质点的约束状态与影响关系
         考查两个对质点构成的简易系统,漏壶代表阻尼,连接的弹簧表示弹性位移。由于质点所受的约束不同,两个成对质点在受到扰动而相互影响时,共有三种偏离原位置的状态.第一种是两个质点A,B均有限偏离原位置,);第二种是有约束块体C受扰动而影响到无约束质点D,D的偏离远大于C,);第三种是无约束质点受扰动影响有约束质点后,约束质点反作用到无约束质点,),其中c)代表较弱的扰动而d)代表强扰动下的反作用。
         2.2大数据在岩土工程监测中的应用
         在现代岩土工程监测工作中,大数据特征体现的尤为明显。例如:目前,在轨道交通工程施工中引入的第三方监测机构,能够对轨道交通沿线车站基坑、期间隧道以及管线建筑物等数据信息进行采集,通常情况下,在长度为30km的线路上需要设置多达上万的监测点,这些监测点可以采集到海量的数据信息。与此同时,监测项目种类也趋于多样化的发展,监测内容包括了地下水位、拉力、位移和负载力等,数据类型多样,不仅局限于图片,还包括数字、视频等。就以单独的车站来说,其周边分布的建筑物、管线等监测对象,在主客观因素的影响下,会发生变化,且复杂程度较高。因此,应用大数据分析和处理数据,为工程设计施工提供数据支持,有利于保证工程的施工安全。


         2.3监测数据修正技术
         岩土工程施工监测信息系统具有实时监控、数据处理快、效率高的特点,但是在具体应用过程中,也必须要考虑到监测误差的问题。换言之必须综合性考虑会为岩土工程施工监测带来误差的人为操作、技术方法、监测环境和装备因素,严格执行相关操作。一般在岩土工程施工监测过程中,监测都是从洞内开始,在读取相关数据后,有效分析监测误差。另一方面,在岩土工程施工监测系统当中,应用数据修补技术,能够对空间效应所产生的误差进行深度修补和分析,再基于时间和空间效应,对粘弹性和三维有限元进行分析,在确定引入载荷值后,计算出总的位移量。岩土工程施工监测过程中,应用监测信息系统,传感器可以主动读取相关数据和信息,降低和减少人为操作的时间,提高效率和准确率。岩土工程施工监测信息系统在运行的过程中,相关的监测数据会储存在储存器当中,然后使用然后使用rDatalogger对其进行控对其进行控制。这种控制方式,不仅可以很好地读取布控点,还能让岩土工程施工监测布局变得更加合理。此外,在监测信息系统应用的过程中,为了让数据传输得到进一步优化,还会使用数据Modem,,进而保障对岩土工程施工的有效监测进而保障对岩土工程施工的有效监测,确保施工的顺利进行。
         2.4岩土工程自动化监测系统的应用
         在岩土工程中,自动化监测系统具有很好的应用,可以对岩土工程的各种信息及时进行掌控。通常岩土工程自动化监测系统主要是有数据的存储、数据的传输、数据处理、数据共享、实时监测组成,这五个部分在岩土工程监测中具有不同用途,可以更好地对岩土工程进行安全监测。在岩土工程中,通过岩土自动化监测系统的应用,传感器可以对岩土工程相关信息进行自动读取,减少了人工操作时间,提升了工作效率。另外在岩土自动化监测系统在运行中,相关的监测数据会在相对应的存储器上进行存储,然后通过Datalogger进行控制。这种控制方式可以实现很大提升监测水平,还可以更好的布控点进行寻找,从而使得岩土工程监控布局更加合理化。另外在岩土自动化监测系统应用中,为了更好对数据传输方式进行优化,会对数据Modem进行使用,从而更好的对数据进行传输,更好的对岩土工程进行监测,保证岩土工程施工顺利进行。
         3工程应用
         某车站主体基坑长241.33m、宽56m、深度26m,中部基槽深达32m.车站主体围护结构采用Ф1 200@1 800mm钻孔灌注桩加内支撑方案.冠梁采用尺寸为1 200mm×1 000mm钢筋混凝土结构,冠梁高程37m,顶部采用1∶1放坡形式过渡至自然地表高程,三道钢筋混凝土内支撑尺寸为1 000mm×800mm,设置高程分别为37,28,21.5m.采用明挖顺做法施工,即先施工围护结构的钻孔灌注桩,待钻孔桩达到设计强度后,再进行基坑开挖、支撑、回筑施工.各岩土层依次为素填土,层厚0~1m;黏土,层厚2~10.5m;强风化泥岩,层厚0.3~5.8m;中风化泥岩,最大层厚45.4m.开挖作业自2015年12月10日开始第一层开挖,20日开始第二层支撑浇筑,25日开始第二层开挖.2016年3月下旬全部开挖完成.由于基坑布置为长方形,周边无邻近建筑物,可以视为对称基坑,取其1/4研究其开挖期间围护桩顶水平位移。
         结语
         文中基于多质点的碰撞机制建立了岩土工程位移信息的交叉影响空间分析理论,通过构造含周期性影响因子及噪声的模拟函数,验证交叉影响分析的识别能力。结果表明,交叉影响分析可以根据当前的多测点位移增量关系预测监测对象内与整体变形趋势不一致的局部测点,可用于监测成果的空间分析与趋势预测。研究还发现,交叉影响分析具有一定的抗干扰能力,可以有效过滤对所有测点具有共性的干扰因素,挖掘被掩盖的变形趋势。
         参考文献
         [1]李攀,王建业,齐二恒.浅谈大数据时代的岩土工程监测[J].中国新技术新产品,2018(17):94-95.
         [2]钟会生.基于大数据时代的岩土工程监测分析[J].低碳世界,2017(36):23-24.
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