[發明專利]一種軟基地區變電站地質變形安全評估方法

有效

• 申請號: 202010585139.2
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111767649B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 周江;時力夫;馬慶龍;彭博;徐萬友;江曉波;李白穩;曾旭東
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司昭通供電局
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01B7/16
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

1.一種軟基地區變電站地質變形安全評估方法，其特征在于，步驟如下：

（1）現場踏勘、收集、分析變電站既有的地質勘察、基礎設計資料，查明變電站地基的地質特征特別是軟土分布情況與各軟土層的物理力學性質指標，并查明地下水對軟基變形的影響及相關參數；

（2）建立地質概化模型與數值分析模型

基于步驟（1）建立地質概化模型，包括變電站的地基地層厚度、分布及物理力學參數；同時建立變電站的荷載模型，包括作用在地基上的荷載特征及分布、可變荷載及偶然荷載；然后在地質概化模型與荷載模型的基礎上利用數值模擬軟件FLAC^3D建立數值模擬模型；

（3）數值模擬與監測控制標準的確定

基于蠕變本構模型，利用步驟（2）建立的數值模擬模型進行荷載作用下變電站軟基長期的變形演化特征計算，一方面利用數值分析方法得到變電站軟基在荷載作用下隨時間變化的位移場，確定軟基在可能的極限荷載條件下變形的控制值，即閾值，另一方面選擇變形最大的3～10點作為關鍵的地質變形監測控制點；

（4）現場自動化監測

基于北斗地基增強網，在步驟（3）選擇的關鍵監測控制點上安裝北斗GNSS進行軟基變電站地質變形自動化監測，基于通用的GNSS坐標解算方法獲取地基的實際變形監測數據；

（5）數學建模

基于步驟（3）位移場分析結果以及工程類比和經驗，研究關鍵監測點的數據變化時空規律，并采用人工智能方法建立監測點的時空變化規律數學模型；數學模型包含的參數有監測點所在的軟基厚度、壓縮模量、荷載；對比時空變化規律數學模型所得數據與步驟（4）實際監測數據的差異，不斷反饋修正模型，經過一段時間的試運行最終確定適合于具體項目、地質及荷載條件的模型；

（6）以步驟（3）得到的控制值的100%作為極限值，即Ⅲ級；控制值的85%作為報警值即Ⅱ級；控制值的70%作為預警值，即Ⅰ級，從而建立三級預警體系；判斷步驟（4）獲得的監測數據位于預警體系的哪一級內進行變電站軟基地質變形安全等級劃分與預警。

2.根據權利要求1所述的軟基地區變電站地質變形安全評估方法，其特征在于：采用CAD或3DGIS構建地質概化模型，采用非線性多項式函數L(x,y,z)來構建荷載模型。

3.根據權利要求1所述的軟基地區變電站地質變形安全評估方法，其特征在于：蠕變本構模型為Merchant模型、Burgers模型、冪函數模型或Singh-Mitchell模型，采用數值模擬方法計算荷載作用下軟基長期的變形演化特征，以此求得考慮極限荷載條件下的長期值，并將其作為變形控制值，即閾值。

4.根據權利要求1所述的軟基地區變電站地質變形安全評估方法，其特征在于，監測點的時空變化規律數學模型的建立步驟：首先基于RS屬性約簡算法對輸入多因素進行篩選，剔除對預測輸出結果--軟基變形影響較小的冗余因素，保留對預測輸出結果--軟基變形影響較大的主要因素，從而得到輸入多因素的最簡集；其次采用多元自適應回歸樣條MARS模型建立經上一步篩選得到的影響因素最簡集與預測輸出結果之間的非線性映射關系，并采用灰狼優化算法GWO優化影響MARS建模精度的兩個關鍵參數：樣本數據最小步長和端點；最終得到基于粗糙集和GWO-MARS的人工智能組合預測模型。