一种真圆型隧道激光扫描断面变形检测新方法的研究

本文介绍了一种基于高密度三维激光扫描仪的高精度快速全断面变形检测新方法——Tunnelscan隧道扫描测量系统,该系统采用扫描仪绝对定位法进行点云配准和隧道控制坐标系坐标传递,使用与断面点距离最小的最小二乘法进行隧道实测断面中心点计算和基于与参考断面的断面差环状过滤器进行隧道点云切片杂点过滤,通过多次过滤、拟合迭代后获得去噪后的真圆管环实测断面。该系统还通过参考断面轮廓线投影法将三维点云投影成激光雷达隧道正射影像,为实现隧道结构安全"全面检测"提供了一种全新用户成果类型,用于全面分析隧道断面变形、结构侵界和裂缝渗水等隧道病害。采用该方法在昆明地铁3号线马眠区间做了一段竣工测量实地测试,经过总体分析后,再按图索骥去找断面变形量较大里程的断面图可谓是事半功倍,非常适合地铁隧道变形检测大数据量的批量化分析,而且成果查看比直接在三维点云或者三维模型上分析更加直观,没有视角遮挡问题。     

基于三维激光扫描技术的隧道预留变形量优化研究

目前隧道预留变形量的研究大多依赖于监控量测数据基于点的分析,很难得到隧道断面整体的变化情况。为解决传统监测技术单点监测无法满足隧道预留变形量调整的局限性,提出一种利用三维激光扫描技术基于全断面整体分析优化预留变形量的方法。以新安1号隧道为依托,发现试验段最大变形量7.5 cm小于设计预留变形量15 cm,结合质量保证率针对性地提出阶梯状设置预留变形量的优化方法。最终确定在试验段拱顶区域预留变形量设置为7 cm,其余区域预留变形量设置为5 cm。     

三维激光扫描技术在桥梁拱轴线变形和塔体倾斜中的应用

随着三维激光扫描技术在建筑领域的广泛应用,三维扫描在桥梁结构中的应用也越来越多,现就三维扫描在拱桥拱轴线是否变形和塔体的倾斜监测中的应用进行分析。尤其是在大跨径导致观测距离大、钢管混凝土拱桥存在大量曲面和曲线元素、缺少边线与交点等特征线、在外荷载（风、车辆等）不同的条件下进行三维扫描作业,由于扫描距离和扫描分辨率直接决定了被扫描目标的点云密度,标靶点云密度直接影响标靶识别的精度。可以通过提高扫描分辨率和缩短扫描距离的方式,提高扫描标靶的点云密度,为今后同类型的项目提供参考。     

三维激光扫描技术在隧道钢波纹板套衬加固中的应用研究

钢波纹板套衬加固后隧道原有断面净空面积减小且突变,为准确掌握隧道加固后净空变化具体信息,提出采用三维激光扫描技术对钢波纹板套衬加固前后的隧道段分别进行扫描,建立包括外业扫描和内业处理的标准化工作流程。结果表明： 1）加固前隧道实际轮廓与设计存在一些偏差,不能直接利用设计资料加工钢波纹板; 2）三维激光点云数据处理结果不仅可以用于指导钢波纹板分段精细化加工,还可通过嵌套对比获取加固前后隧道净空变化信息,达到2次扫描即可实现工程情况全息掌握的目的; 3）钢波纹板套衬加固后隧道断面轮廓仍能满足隧道建筑限界要求,最大值位于隧道拱顶处,为20.9 cm。     

软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究

为解决传统监测技术单点监测无法满足软岩隧道整体性变形监测的局限性,采用三维激光扫描技术进行软岩隧道整体性变形监测试验,从隧道结构的变形时间、变形空间分布及变形量进行整体分析。首先建立全站仪和三维激光扫描仪测量误差模型,分析三维扫描监测技术与传统隧道监测技术的特点,通过平面标靶和棱镜靶球精度试验得出平面标靶最佳入射角范围小于60°,棱镜靶球自动提取距离不大于45 m,作为测站设置和控制点布设的依据; 然后以渭武高速木寨岭隧道2号斜井工程为依托,开展软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究。研究结果表明： 中台阶开挖支护前已发生较大变形,最大变形位置为左侧上台阶与中台阶交界处,空间分布呈左大右小,试验段最大累计变形达0.48 m,下台阶及时封闭成环及2层初期支护有利于变形控制。     

三维激光扫描技术在公路溶洞测量中的应用

某高速公路研究区发现溶洞与拟建高速公路某处桥墩相交,给公路工程建设带来较大安全隐患,为查清溶洞的形态、规模,采用三维激光扫描得到密集点云数据,再运用建模软件将点云数据逆向建立溶洞的三维模型.将溶洞三维模型与桥墩设计模型叠加,准确地分析了溶洞对高速公路的影响;将溶洞三维模型横、纵断面与桥墩横、纵断面进行叠加,准确量测出溶...     

三维激光扫描技术在铸件尺寸检测中的应用

三维激光扫描检测技术是通过扫描设备获取铸件的三维数据,利用Geomagic Qualify分析软件将获取的铸件三维数据与产品的设计数据进行对比,以获得铸件尺寸偏差的一项技术。本文结合EXAscan扫描仪的实际使用情况,以变速器前壳体铸件尺寸检测为实例,介绍了三维扫描技术在铸件尺寸检测方面的应用。     

三维激光扫描仪在青岛胶州湾海底隧道的应用

介绍了三维激光扫描仪的结构特点、用于隧道工程安全监测的方法流程及数据处理分析过程和应用前景。结合青岛胶州湾海底隧道实践,针对公路隧道矿山开挖法易产生安全事故等问题,提出采用三维激光扫描仪进行隧道安全监测的方法进行监控,从而保证了工程施工安全。该项测量技术将逐步替代目前简易的测量模式,成为未来隧道工程安全监控的主要方法。     

三维激光扫描技术与数码影像地质编录系统隧道围岩信息采集应用对比研究

通过现场试验,将三维激光扫描技术与数码摄影地质编录进行应用对比,了解三维激光扫描技术在隧道掌子面及边墙地质信息提取的应用效果,根据现场实际需求情况,将两者优势进行集成,为开发新型隧道地质编录系统开拓思路。试验证明： 利用现有三维激光扫描软件系统,实现如地质产状等信息的自动提取还有一定距离,但经过后期软件开发,利用激光回波强度分析、点云数据处理等,三维激光扫描技术具有产状自动识别、岩层厚度计算、掌子面前方产状预测等潜在优势。现有数码摄影地质编录系统也无法进行编录要素自动提取,但现场边墙编录效果好于三维激光扫描技术。     

分布式光纤技术在隧道变形监测中的应用

目前,隧道的安全服役离不开安全监测和预警,分布式光纤技术为隧道的安全运营提供一种全新的技术保障手段。为解决隧道的差异性沉降监测难题,从实验室内光纤轴向拉伸监测变形和Z字形布线方式监测差异沉降的原理及其在某隧道内的应用效果2个方面,阐述分布式光纤监测技术在隧道工程中的应用。无论室内的等级光纤拉伸和还是Z字形布线方式,位移和应变的对应关系都呈现出良好的线性比例关系,为工程实际应用提供理论依据。从工程监测结果来看,分布式定点应变感测光缆能实现对管片接缝变形的准确定位和毫米级接缝宽度感知,Z字形光缆布设方式也能对隧道内管片差异沉降实现精准感知,充分体现分布式光纤监测技术在隧道结构健康监测中的鲜明优势。     

无线传感网络技术在隧道变形与防灾监测中的应用研究

针对当前隧道结构变形与防灾监测手段存在的不足,对无线传感网络在隧道工程应用的可行性进行试验研究,提出一种基于材料力学的新型监测位移方法,结合不同的监测位置,建立相应的位移-倾角变化量的量测方程。通过室内管片加载试验,验证了新型位移监测方法的可行性和无线传感网络的稳定性,借助软件Smartfire进行了隧道火灾数值模拟试验,针对火灾温度场的分布情况,提出合理的监测距离和监测精度。通过室内试验和数值模拟,对无线传感网络的硬件及布置方案均提出相关指标,以满足工程实时监测要求。     

基于“BIM+三维激光扫描”的逆向模型重构仿真分析技术在高边坡及隧道施工中的应用

三维激光扫描技术与BIM技术在各自行业的发展日趋成熟,越来越多的制造业从业者和工程行业从业者,通过这两种新兴技术获得工作上的便利。该文从工程实际出发,以独特的视角创新性地将两种不同的技术结合起来并行研究,深度探讨了"BIM+三维激光扫描"技术在工程领域的应用。并以实际项目应用为依托,总结了实践过程和方法。     

三维激光扫描技术在市政道路工程中的应用

在市政道路工程中,传统的地形测量方式工作效率较低,外业测量人员工作强度大。三维激光扫描技术具有扫描速度快、高分辫率、非接触式测量优势,能够快速完整的记录被测物体表面的复杂纹理。将三维激光扫描技术应用于地形测绘可以减轻外业工作量有效提高外业测量的工作效率。结合三维激光扫描系统的组成和工作原理,优化点云数据的处理过程和方法,研究了三维激光扫描技术在市政道路工程测量应用中的技术特性,并结合工程案例析了实现过程和效果。研究表明,利用激光三维扫描技术获取的空间点云数据,可以快速生成满足工程设计所需要的地形图,以及纵横断面等产品,能有效提高外业测量工作效率。     

三维无尺变形测量在隧道监控量测中的应用

监控量测在隧道新奥法施工过程中占有重要的位置,三维无尺变形测量在施工过程能有效提高隧道变形测量的精度,有效反应围岩变化情况,对指导隧道施工,降低安全事故的发生起到重要作用。     

适用于岩质高边坡施工监测的激光扫描技术研究

边坡施工期的变形监测是实现边坡安全监控、预防边坡失稳的重要手段.现依托杭绍台高速公路K157岩质高边坡的工程实践,讨论了三维激光扫描的测试原理与数据采集方式,采用三维激光扫描技术对边坡的施工期进行监测,获得边坡不同阶段的变形规律,与GNSS监测进行对比,为边坡稳定性的评价提供精准、可靠的数据.其成功应用表明,这是一种科...     

鸡鸣垭隧道洞口段围岩三维变形监测与分析

通过对广元—巴中高速公路鸡鸣垭隧道洞口段围岩三维变形监测,研究围岩动态变化,提出了水平收敛回归模型和拱顶下沉回归模型,有效地预测洞顶边坡滑动、初期支护破坏等险情,为隧道洞口段安全施工、采取防治措施及确定二次衬砌的施作时间等提供了科学依据。     

侧洞法修建大断面隧道施工变形分析

针对在繁华城区中采用侧洞法进行大断面地铁车站施工的情况,进行了地表沉降、拱顶下沉、收敛变形、应力变化等方面的量测。根据量测情况对施工变形情况进行了详细的分析,初步总结了侧洞法施工大断面隧道的变形规律,为后续工程提供了借鉴。     

组合后验方差检验法在地铁隧道变形监测中的应用研究

在狭长的地铁保护区隧道水平位移监测中,自由设站法表现出明显的优势,但前提是拥有稳定的已知基准点,否则将歪曲监测点坐标,无法得到隧道准确的变形信息。组合后验方差检验法是确定基准网中稳定基准点的一种简单有效的方法。以南京市某地铁保护区为例,验证该方法的可行性,分析若以网中发生变动的基准点为已知基准将会对监测点坐标及其点位精度产生的影响。结果表明,只有用稳定的基准点进行自由设站交会,才能准确反映隧道真实水平位移情况,并提高监测精度。     

摄影测量与激光扫描融合技术研究

基于提高激光扫描和摄影测量在三维建模和信息提取上优势互补效果的目的,采用了一种激光扫描技术在摄影建模基础上进行平差融合的方法,通过对建筑物进行摄影测量和地面摆站激光扫描相结合的数据处理试验,得出了通过两者技术融合在统一坐标系点云构建具备可行性的结论,并在试验结论中提出了进一步研究的意见.