基于GPS网络的公路边坡自动监测系统研究

公路边坡变形监测是公路运输安全的重要保障手段,传统的GPS监测系统虽具有很多优点,但是监测成本过高,难以应用和推广。通过采用GPS多天线网络技术,利用自动控制技术、低噪声信号放大技术、无线GPRS数据传输技术,可实现远程自动化公路边坡监测,能够大幅度的降低GPS监测成本,从而获得边坡的稳定可靠的、连续的变形信息。     

公路边坡安全监控技术发展研究综述

梳理了公路边坡安全监控技术的发展和应用研究，从监测手段、监测内容、监测对象和技术设备4个方面进行综述，探讨了传统和智能化公路边坡安全监控技术存在的不足，并给出合理建议，预测了未来边坡监控技术的发展方向。分析表明：传统公路边坡安全监控技术，主要通过现场人员辅以基础仪器监测的技术设备对边坡地表位移变形进行监测，存在成本高、功耗大、精度低、不连续、易受干扰等不足；智能化公路边坡安全监控技术，以空、天、地、内的非接触式远程监测为主，通过智能化、自动化监测技术设备实现对边坡地表和边坡体内部位移和应力的动态、长期、连续监测，但目前技术理论结合度低、技术手段整合度低、多源信息融合度低；未来公路边坡安全监控技术，预测大致发展方向包括构建综合监测技术、实现风险能级转化、打破成本应用牵制、促进多源信息融合，并提出未来的研究方向包括物联网技术拓展、大数据挖掘、监测体系完善、多技术融合。     

测斜仪在机场高填方边坡变形监测中的应用

在西南山区机场建设工程中,由于山地起伏的地势,势必会遇到高填方边坡,而在高填方边坡的变形监测中,边坡的深部位移监测是监测填筑体内部变形情况的重要手段。测斜仪是监测高填方边坡深部位移的快捷、精确的仪器设备。文章介绍了山区机场高填方边坡的主要破坏方式、产生深部位移的主要机理及滑动式测斜仪的工作原理。通过六盘水月照机场高填方边坡对测斜仪的应用表明,测斜仪可以表征高填方边坡不同深度处的变形位移情况,并且通过布设深部位移监测剖面可以反映高填方边坡潜在的滑面及滑面的贯通性,对判断机场高填方边坡的稳定性有重要意义。     

基于无线传感网络的公路边坡监测及临滑预警研究

经过分析目前国内外滑坡监测现状及问题,总结了公路边坡发生滑塌的形成条件和机理,提出了基于无线传感网络的滑坡监测及临滑期预警系统架构,为公路边坡的实时监测和在线分析提供更高效、智能化解决方案;基于工程实践提出了三维激光测距收敛变形仪、高精度区域雷达定位、滑移体表层+浅层相对位移监测、滑移体下滑力分力及变形量监测等滑坡监测方法,作为对传统滑坡监测手段的有效补充。     

公路边坡变形跟踪预测系统开发及应用

公路边坡变形监测预测是评价公路边坡稳定性的一种有效手段,为提高公路边坡变形监测和预测分析的效率,通过监测信息的自动采集和无线传输,实现边坡变形数据的远程实时存储;针对公路边坡变形破坏模式复杂多样的特点,以系统化和信息化为原则,集成了多种常用时间预测模型,建立了边坡变形预测模型库;采用Visual C+〖KG-*3〗+编程技术,将远程实时监测和预测分析功能集成,开发了边坡变形跟踪预测系统,并成功应用于某公路边坡变形安全监测中。     

红层地区运营期公路边坡长期稳定性在线评价系统

山区公路运营期边坡长期稳定性具有逐步劣化特征,而传统边坡分级评价方法未形成长期稳定性动态评价体系。根据四川红层丘陵区公路边坡坡体结构和变形失稳特征,建立了基于动态变形的边坡长期稳定性量化评价体系。针对公路边坡沿线点状分布,数量较多的特点,对红层区398个公路边坡开展了详细地质调查和评价,基于互联网技术,建立了公路边坡健康信息数据库和在线管理评价平台,提高了公路边坡地质灾害防灾减灾信息化管理水平。经过系统在线动态评价结果,及时对不稳定边坡进行处治,有效保障了山区高速公路安全运营。     

GPS一机多天线技术在公路边坡灾害监测中的应用研究

文章主要介绍了GPS一机多天线监测系统及其在公路边坡变形监测中的实际应用情况,通过实践可以证明:GPS一机多天线监测系统的定位精度可以达到3～5mm,与常规的GPS静态相对定位的精度相当,同时能够大大降低GPS监测系统的成本,使得公路边坡灾害监测能够实现高精度、自动化和全天候等目标。     

基于卫星定位的公路高边坡位移监测系统的研发与应用

位移是评价公路高边坡安全的重要指标,目前卫星定位技术的测量精度最高能够达到毫米级,采样频率能够达到20Hz,而且实时解算数据,并能够适应复杂恶劣的工作环境。本文总结了目前卫星定位技术在公路边坡运营期变形监测中的应用情况,开发了适用于边坡监测的一机多天线技术,结合福银高速公路南平段,完成了基于卫星定位的边坡位移监测系统的研发与应用。     

岩土位移直读仪在公路边坡变形监测中的应用

由于边坡地质条件复杂多变,施工期及工后监测对保证工程安全十分重要。但采用精密仪器进行边坡变形监测不仅专业性强而且费用高,对大多数无明显安全隐患的公路边坡并非必要,而定期人工巡查不仅爬坡工作量大而且判定边坡是否潜在灾害十分困难。因此,迫切需要寻求一种简单、经济、有效的边坡监测新方法。岩土位移直读仪具有经济性好、获取定量变形资料、监测过程无需爬坡等优点,比较适宜对大量边坡进行表面变形监测。结合实际工程应用实践,对岩土位移直读仪的特点、监测系统建设、应用效果等进行了分析讨论,提出了岩土位移直读仪监测系统建设的施工要点及操作方法。     

基于声发射监测的路堤相似模拟破坏过程分形特征研究

路堤边坡的变形甚至破坏是山区公路建设和运营过程中面临的严峻问题,若能在路堤边坡破坏前进行方便、准确的预测和预报,则可以有效避免人员伤亡与财产损失。引入声发射技术进行路堤边坡稳定性监测,进行室内相似模拟试验,分析讨论了不同波导杆杆径与碎石粒径条件下的声发射特征,提出了将声发射分形维数大幅度下降作为路堤边坡破坏的前兆特征,从而为预测、预报路堤边坡破坏提供了一种监测分析手段。     

基于光纤光栅传感技术的岩土体测斜仪研发及工程应用

针对目前测斜仪存在的不足,利用光纤光栅传感技术的优势,研究开发了一种监测岩土体内部变形的光纤光栅测斜仪,并成功应用于某公路膨胀土边坡的坡体位移变形监测。工程现场边坡监测结果表明:该光纤光栅测斜仪监测的结果与常规测斜仪监测的结果比较吻合,验证了该光纤光栅测斜工作的可靠性;边坡位移变化最大发生在第二级边坡,变形量为61mm,第一级边坡变形较小,变形量为13mm,可见在边坡脚位置设置坡脚挡土墙可以显著提高边坡的稳定性。该测斜仪可和其他量测边坡参数的光纤光栅传感器组网成为一个监测系统,可实现对高边坡岩土体内部变形情况进行长期在线监测和安全预警预报。     

山区公路高边坡安全及加固措施现场监测

山区公路高边坡的稳定性关系到公路工程施工及运营安全,本文结合318国道K2791高边坡,对施工期及运营期的边坡采用变形与应力监测相结合的现场监测系统,监测结果为优化设计提供了依据,确保了该工程的安全。因此,采用变形与应力监测相结合的方法对于保证山区公路高边坡的安全有重要的意义。     

山区公路斜坡工程外部变形监测技术研究

通过对国道318线两处高边坡工程电子全站仪外部变形监测、西攀高速公路两处滑坡工程GPS静态定位技术外部变形监测的方法和结果进行分析,对山区公路斜坡工程外部变形监测系统设计的特点、可实施性、精度控制以及成本控制等进行探讨。     

基于神经网络的无黏性土公路边坡稳定性实时判断研究

为了实现对非黏性土公路边坡的稳定性实时预警,采用神经网络方法建立了公路边坡稳定性安全系数Fs和变形值的关系模型.该方法克服了Fs不能实时获取的弊端,由实时测量的变形值计算出Fs,并通过Fs实现无黏性土公路边坡稳定性的实时预警,避免了传统实时预警方法中需要根据经验设定各种变形值阀值的问题.对某无黏性土公路边坡的试验研究表明,神经网络模型计算精度优于其他经验模型,且能够满足工程实时监测的需要.     

公路边坡分布式智能光纤监测技术及应用

如何准确高效监测与研判高速公路建设与运维过程中边坡失稳与滑坡等灾害信息，是公路边坡工程中极为重要的工作内容。分布式光纤传感技术，因其可远距离对监测对象进行全覆盖动态监测等特点，成为境内外重大边坡工程灾害监测预警的手段。基于云南曲靖东过境段公路边坡实时在线健康监测系统项目研究与实践，简要阐述了分布式光纤传感监测技术的基本原理、方法、数据采集、研判及系统施工中的关键技术，建立了一套完整的监测预警体系。通过近5年的运维监测及数据研判，表明分布式光纤监测系统技术可靠、采集实时、传输稳定、灵敏度高，可满足公路潜在滑坡的变形动态监测及预警预报，可供类似工程借鉴与推广，具有较高的经济价值及安全价值。     

基于神经网络的公路边坡稳定性实时判断

为了实现对非粘性土公路边坡的稳定性实时预警,采用神经网络方法建立了公路边坡稳定性安全系数Fs和变形值的关系模型,该方法克服了Fs不能实时获取的弊端,由实时测量的变形值计算出Fs,并通过Fs实现无粘性土公路边坡稳定性的实时预警,避免了传统实时预警方法中需要根据经验设定各种变形值阈值的问题.对某无粘性土公路边坡的实验研究表明,神经网络模型计算精度优于其他经验模型,且能够满足工程实时监测的需要.      

边坡岩土体变形监测的光纤光栅测斜仪研发与工程应用

针对目前测斜仪存在的不足,利用光纤光栅传感技术的优势,研究开发了一种监测岩土体内部变形的光纤光栅测斜仪,并成功应用于某公路膨胀土边坡的坡体位移变形监测。工程现场边坡监测结果表明:该光纤光栅测斜仪监测的结果与常规测斜仪监测的结果比较吻合,验证了该光纤光栅测斜仪工作的可靠性。该测斜仪可和其它量测边坡参数的光纤光栅传感器组网成为一个监测系统,可实现对高边坡岩土体内部变形情况进行长期在线监测和安全预警预报。     

触发式位移计在山区公路边坡远程实时监测中的应用

地表位移是边坡变形监测中的重要特征量，而常规的地表位移监测仪器难以有效融入远程自动监测系统中。利用新型触发式位移计对公路边坡地表位移进行监测，位移计与接收器之间可以利用无线传感网进行短距离无线组网，接收器连接采集传输系统通过GPRS网络将监测数据远程实时传送到远程监控中心，形成了节能、高效、无线、实时的地表位移远程监测系统。该位移计精度可达到1 mm，通过室内标定和现场变形对比观测分析，验证了该设备的精度。通过在某高速公路边坡的安装运行，位移计成功地进行远程监测预警，根据实时的位移监测结果，为高速公路的防灾减灾提供了参考依据。     

隧道洞口部边坡动力响应特性振动台试验研究

我国西南地区建有大量的公路、铁路隧道工程,地震条件下隧道洞口部边坡的动力响应特性不仅控制边坡的变形破坏机制,而且也是隧道洞口部边坡动力支护设计的依据。采用大型振动台模型试验,对隧道洞口部边坡加速度及位移动力响应特性进行研究,并对比分析不同地震波波形的输入对边坡动力特性的影响。结果表明:与一般公路及建筑边坡不同,隧道洞口部边坡坡面的响应加速度具有先增大再减小再增大的特性;边坡动力支护设计采用单一峰值是偏于危险的,应综合考虑多种波形的影响。位移监测结果表明:地震波较小时边坡坡顶变形比较明显,但随着地震波幅值的增加,隧道洞口部边坡坡脚的变形急剧增加且超过了坡顶变形,因此应增强边坡坡脚的支护强度。     

GPS技术在盾构隧道下穿管涵监测中的应用

 利用GPS技术进行盾构隧道下穿管涵施工水平变形跟踪监测，为盾构的推进提供水平位移参数，得到管涵受盾构隧道推进引起的水平变形规律；通过现场数据采集提出了影响GPS数据采集质量的因素；通过合理设置2个基准点，解决了测得的位移数据转换到实际需要方向上位移的问题，成功将GPS技术应用在水平位移监测中。