基于新型FMCW地基合成孔径雷达的大坝变形监测

大坝变形监测是确保大坝安全的重要一环。基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)的大坝变形监测相较于传统的方法拥有精度高、覆盖面大等优点。相较于国内通常使用的数据采集速度为5 min/组的意大利IBIS变形监测设备,采用新型的基于调频连续波(FMCW)技术的Fast-GBSAR设备对陆水大坝进行监测,取得了7 s/组的数据采集速度,对大坝在放水前后的变形进行分析,并与三维数字高程模型进行数据融合。结果表明基于7 s/组的高速数据采集能力,Fast-GBSAR几乎可以做到对大坝变形的实时分析,在变形监测领域极具潜力。     

基于图像分析的水电站导流洞进口边坡变形监测研究

提高电站导流洞进口边坡变形监测精度,提升监测效率,缩短监测时间,对于水电站的运行至关重要,因此对基于水电站导流洞进口边坡变形监测稳定性进行研究.首先设定监测设备,确定检测精度,在此基础上构建边坡监测模型,获取边坡图像并进行匹配,从而完成监测过程.通过实验对比可知,此方法的形变监测精度较高,最高可达97％;监测效率较高,...     

基于非接触监测的隧洞反演分析可行性探讨

本文根据全站仪非接触测量原理,分析了隧洞测点位移量测的三维误差计算式。随后对全站仪位移量测的误差精度进行了分析,得到了满足反演计算要求的量测误差判别式,并提出全站仪位移量测的可行性判别方法。最后通过算例给出了判定实际工程反演分析可行的设站及仪器的优选方式。分析结果认为目前全站仪的测量精度还只适用于洞室断面较大、总位移量较大的情况,对洞室反演计算的普遍适用还有一定距离。     

卫星合成孔径雷达数据在堆石坝正常和震后工况变形监测中应用

为了开发高效、先进的堆石坝正常运行工况下和遭遇地震后的变形监测方法,对基于卫星合成孔径雷达(SAR)数据的监测方法进行研究。卫星SAR不需要在坝面上安装任何传感器,可以对堆石坝的整个表面进行观测,且无论天气状况如何都能够获得数据,可用于堆石坝变形监测。利用卫星SAR数据对某堆石坝近4年来的外部变形进行了评价。该坝坝顶有3个观测点,对使用卫星SAR数据得到的外部变形结果和各测点观测成果进行对比,结果表明使用卫星SAR数据得到的外部变形结果与实际调查结果吻合,外部变形平均误差约为几毫米。此外,利用卫星SAR数据研究了2016年熊本地震对堆石坝的损伤,表明卫星SAR数据可以探测地震作用下堆石坝的小变形。     

基于三维激光扫描技术的混凝土磨蚀监测方法研究

水工建筑物的混凝土磨蚀监测是水利工程中的重点和难点。随着技术的进步,现有的混凝土磨蚀监测手段得到长足的发展,但依然存在监测范围小、难以全面反映磨蚀破坏程度等问题。三维激光扫描技术由于具有精度高、抗干扰能力强等特点,被越来越多地应用到高精度工程测量和三维建模中,但将其应用于混凝土磨蚀监测比较有限。因此,首先通过室内测量试验验证了三维激光扫描技术的测量精度可以满足磨蚀监测要求; 随后,利用三维激光扫描技术开展了模型监测试验,结果表明磨蚀坑槽纵截面近似呈梯形分布,相同磨蚀时间内距离射流口越近的位置磨蚀深度越大; 随着磨蚀时间的增加,不同纵截面的破坏程度差异逐渐减小。此外,扫描点云的后处理还可将全部磨蚀破坏信息进行可视化显示,从而直观全面地反映磨蚀破坏分布特征。     

三维激光扫描在某水电站大坝基础廊道变形监测的应用

利用三维激光扫描技术在一定时间间隔采集基础廊道的两期三维点云数据,并通过不同时间段空间信息的对比分析,可监测基础廊道在该时段内三维变形时空演化规律,结合现场常规监测数据,判断基础廊道在此时间段内的变形发展情况。通过将监测成果与传统全站仪测点成果进行对比分析,验证了该方法在廊道监测应用中的可行性,为水电站大坝基础廊道变形的安全监测提供了新的思路。     

基于正方形人工标志法水库边坡变形监测研究

水库库岸边坡是否稳定,关系到沿岸居民的生命和财产安全,为了监测水库边坡的稳定性,提出一种能够简便高效监测水库边坡变形特征的方法。通过架设相机拍摄得到三个正方形人工标志图像,然后利用MATLAB软件进行图像处理。拍摄图像经灰度化、二值化、噪声去除、区域分割标记和像素标定、坐标系建立及人工标志坐标点获得等处理过程,计算得到图像中被观测人工标志点坐标值及水平向、垂直位移变形值,进而分析水库边坡变形图像特征。通过与被观测人工标志点坐标值及水平向、垂直向位移变形值进行比较可知,本方法获得的人工标志点位移轨迹与实际变形轨迹相吻合,位移变形监测精度为96.21%。结果表明,文中所提出水库边坡变形监测方法是可行的,可为水库边坡安全稳定监测提供一种新的思路和有效手段。     

基于高精准三维模型的土石坝整体变形监测研究

本文通过基于球面投影大坝三维表面构建算法构建土石坝表面模型,重建土石坝精确三维表面模型,将第一期数据作为参考数据,利用不同时期采集的点云数据与参考模型进行对比分析来获取大坝变形信息。通过试验验证了本文方法的可行性和实用性。     

双测站三维极坐标差分法在水库枢纽边坡变形监测中的实践

本文首先叙述了双测站三维极坐标差分法的原理,再以南沟门水库工程枢纽区边坡变形监测为例,通过此方法精度估算,最后以实践数据统计分析验证,说明该方法的应用效果和可靠性。     

基于ADINA接触算法的岩质边坡稳定分析

通过非线性有限元软件ADINA[1]对岩质边坡在地震荷载作用下的稳定问题进行了分析评价。计算中,为了计算在接触面间的接触力和相对位移,利用了ADINA中有摩擦的接触分析和重启动分析技术。计算结果与实际情况比较相符,说明了计算方法的可行性。     

3D—Tracker实时三维变形监测系统

3D-Tracker软件是用于计算GPS对大型建筑或自然景观的监测,同时实时显示精度可以达到毫米级的软件。美国Applied Geomechanics Inc（AGI）提供的新GPS系统经过特别设计,通过执行一个自定义的卡尔曼滤波和载波相位双差分的测量技术（以三差分而闻名）,使得系统具有良好的性能和连续使用的稳定性。结合AGI的倾斜计变形监测系统,可以得到整个监测地表变形图。     

边坡变形灰色监测模型中时间项的应用

为揭示边坡变形规律、保障边坡安全,采用监测模型对变形监测资料加以分析是一项重要工作.边坡变形的时间效应非常明显,为提高灰色监测模型对边坡不同变形规律的适应性、提高模型拟合和预测能力,探讨在灰色监测模型中加入时间项,对GM(1,1,t)模型和考虑时间项的GM(1,h)模型进行了分析,并通过某水利工程高边坡实例比较,证明时间项在边坡变形灰色监测模型中的应用具有良好的拟合预测效果和更广泛的适用性.     

基于粗糙度的边坡开挖质量多维评价方法

边坡开挖与质量评价是水利工程建设中的关键环节,如何高效、全面、直观地对开挖工程质量进行评价是工程建设各方关注的问题。针对水利工程边坡开挖过程中数据采集、处理效率低及指标不完整的问题,结合规范中的质量评价指标,利用设计基准数据及三维激光扫描获取的开挖面点云数据,引入粗糙度的概念分别构建一维断面线比值、二维开挖面测点超欠挖值及方差、三维表面投影比等多维度的质量评价指标,同时开发了边坡质量评价系统,以对开挖边坡进行综合评价。最后,通过对某工程实例分析表明,上述多维度的指标能够全面直观地反映开挖质量情况,通过评价系统能为边坡开挖现场质量评价与控制提供实时、全面的信息支撑。     

三维激光扫描技术在面板堆石坝挤压边墙变形监测中的应用

为了分析挤压边墙的变形特性对混凝土面板的施工及应力变形影响,首次采用瑞士徕卡公司生产的ScanStationP40扫描仪对涔天河面板堆石坝挤压边墙进行3期扫描,将第1期扫描点云数据作为基准数据,将第2期、第3期扫描的点云数据分别与基准数据进行对比分析来获取挤压边墙的变形特性,然后与同期挤压边墙上的棱镜实测数据对比分析。结果表明挤压边墙中上部呈向下游位移的趋势,而下部呈向上游位移趋势;基于三维激光扫描的挤压边墙顺河向位移变化区域大于棱镜实测顺河向位移变化区域;挤压边墙中上部沉降较大,两岸沉降较小,挤压边墙处于变形发展阶段,尚不适合进行面板施工;2种监测手段得到的挤压边墙变形趋势基本一致。说明利用三维激光扫描技术对面板堆石坝挤压边墙表面变形进行监测是可行的,可为类似工程提供参考。     

基于ANSYS的岩质边坡软弱结构面非线性接触分析

采用增广拉格朗日算法,借助有限元分析软件ANSYS,建立了某岩质边坡软弱结构面接触模型。考虑到软弱结构面的工作性态对边坡稳定的影响,利用非线性有限元技术为边坡稳定性分析提供参考。     

基于GBInSAR技术的微变形监测系统及其在大坝变形监测中的应用

研究基于地基合成孔径雷达干涉技术的微变形监测系统(IBIS-L)的组成及关键技术,并与TCA2003全站仪进行变形监测精度对比。大坝变形监测试验研究表明,该系统能以优于毫米级精度实现大坝高空间分辨率以及连续的变形监测。     

基于无人机贴近摄影测量的边坡安全监测技术研究

生态文明要求下,边坡安全监测的技术变革创新必须加快走向一个新高度.研究边坡安全监测技术,是保证边坡安全、推进生态修复、促进社会与自然协调发展、保障经济稳定向上发展的重要工作,对社会具有十分重要的现实意义.提出以无人机贴近摄影的数据采集方法结合三维模型处理技术手段,实现对边坡安全实时巡检监测的技术方案.以宋岗码头边坡为例...     

基于对数螺旋破坏机制的三维边坡稳定性分析

为研究三维边坡在对数螺旋破坏机制下的稳定性,基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则下的速度场及安全系数的求解方法,可有效的解决相关联法则中摩擦角过大可能导致速度场不收敛的问题。基于Michalowski构建了考虑体积应变的均质三维边坡的对数螺旋线破坏机制,并利用MATLAB编制计算程序计算不同内摩擦角φ、不同边坡倾角β工况下边坡的稳定系数,分析内摩擦角、边坡倾角对稳定系数和破坏模式的影响规律,引入强度折减技术计算边坡安全系数,通过与Michalowski方法对比发现计算结果接近。研究结果表明:在三维边坡对数螺旋破坏机制下相对于一定宽度的边坡适用,且经过计算稳定系数符合规律。研究成果为边坡的设计计算提供参考。     

基于三维激光扫描技术的滑坡监测预警研究

地面三维激光扫描技术突破了传统监测方法的限制,可以高精度、高密度、高效率、远距离、无接触地获取地表对象的三维空间信息数据,在工程领域得到广泛应用.目前,水电工程地质灾害监测预警仍多采用传统监测手段,自动化程度不高,特别是分布有大量危岩体或孤石群的高陡岩质滑坡体,传统监测手段存在一定局限性.基于此,笔者分析了三维激光扫描...     

地质灾害变形监控的GPS实时监测系统简介

将GPS定位技术应用于地形结构与工程变形监测,是GPS系统应用技术的重要扩展。通过改善硬、软件配置以及独立的无线局域网组网,所开发的应用于地质灾害变形GPS实时监测系统,具有全天候、自动化、野外复杂环境的适用特点,并且能很好地保证其监测精度。侧重介绍了硬件配置、传输方式及设备的特点,以及GPS数据接收、解码和数据处理的改进方法,并通过工程实例验证了该系统实施相关变形监测精度的有效保障性。