[發(fā)明專利]基于傾角傳感器的隧道收斂變形建模方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410048880.X | 申請日： | 2014-02-12 |
| 公開（公告）號： | CN103791881A | 公開（公告）日： | 2014-05-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳儼;林國虎;張軍;時國堅 | 申請（專利權(quán)）人： | 無錫悟莘科技有限公司 |
| 主分類號： | G01B21/32 | 分類號： | G01B21/32 |
| 代理公司： | 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249 | 代理人： | 劉洪京 |
| 地址： | 214000 江蘇省無錫市無錫高新技術(shù)產(chǎn)*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 傾角 傳感器 隧道 收斂 變形 建模 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及工程建設(shè)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于傾角傳感器的隧道收斂變形建模方法。
背景技術(shù)
隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快，地鐵，鐵路、公路隧道，城市過江隧道、輸油管線、水利涵洞等大型基建工程安全檢測需求日益增長。目前，世界上對隧道工程的安全監(jiān)測主要采取隧道橫截面法向的收斂變形監(jiān)測。
所謂隧道(尤其是在軟土中建造的隧道)收斂變形，是指地鐵隧道在營運(yùn)過程中，由于受到地面、周邊建筑物負(fù)載及土體擾動、隧道周邊工程施工及隧道工程結(jié)構(gòu)施工、地鐵列車運(yùn)行振動等，對隧道產(chǎn)生綜合影響而造成的隧道變形，這種形變的變化量小、觀測時間長,觀測的頻率可能是幾天觀測一次,也可能是每小時一次。而現(xiàn)有完全采用人工測量使得測量的精度和效率都比較低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于傾角傳感器的隧道收斂變形建模方法，以實(shí)現(xiàn)抗干擾、高精度的優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種基于傾角傳感器的隧道收斂變形建模方法，包括以下步驟：
步驟1、將隧道的截面圓弧分為六個不同弧長的圓弧，在截面圓弧與六個圓弧的弦的交點(diǎn)中設(shè)定一個相對不動點(diǎn)A，其余五個點(diǎn)分別標(biāo)記為B、C、D、E、F；
步驟2、在上述六個圓弧每條弧上安裝特殊材質(zhì)的彈片，且該彈片不存在彈性形變，即每一段弧不會發(fā)生形變；
步驟3、初始化模型后得到各點(diǎn)坐標(biāo)和各弦的初始角度，使用二維傾角傳感器測量除去底部弧的其它五個弧上的角度變化值；
步驟4、根據(jù)二維傾角傳感器測量的角度變化值和對應(yīng)弧的弦長以及不動點(diǎn)A，構(gòu)建出B、C、D、E、F五個點(diǎn)變形后的新空間坐標(biāo)點(diǎn)；
步驟5、根據(jù)上述變形后的新空間坐標(biāo)點(diǎn)和不動點(diǎn)A的坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造出變形后的隧道的截面圓弧，完成隧道收斂變形建模。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟4中構(gòu)建出B、C、D、E、F五個點(diǎn)變形后的新空間坐標(biāo)點(diǎn)，具體如下：
設(shè)定五條弧上的角度變化值分別為：ΔθFA、ΔθEF、ΔθDE、ΔθCD、ΔθBC，五條弧的原始角度分別為：θFA、θEF、θDE、θCD、θBC，以弧FA為例，當(dāng)θFA變化后得到一個新的角度θF′A=θFA+ΔθFA，由于A點(diǎn)是不動點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)的新坐標(biāo)根據(jù)新的角度結(jié)合A點(diǎn)的坐標(biāo)和弦長|FA|：
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