[發明專利]基于云平臺的邊坡預應力錨桿智能化監測預警系統及方法

有效

• 申請號: 202011206830.1
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112095596B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 曲宏略;廖峪;唐文睿;王威;唐泰可
• 申請（專利權）人: 成都諾比侃科技有限公司
• 主分類號: E02D5/74
• 分類號: E02D5/74;E02D17/20;E02D33/00;G06F30/27;G08B21/10;G01L1/00;G01D21/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了基于云平臺的邊坡預應力錨桿智能化監測預警系統及方法，包括S1、實時采集錨桿上各個點位的應變值；S2、構建錨桿平均剪應力預測模型；S3、計算錨桿與錨孔之間的空隙應力函數關系；S4、修正錨桿平均剪應力預測模型，得到錨桿剪應力預測模型；S5、衡量預測模型輸出的錨桿剪應力值與磁通量傳感器實測得到的錨桿剪應力值之間的差的絕對值D；S6、對絕對值D進劃分；S7、構建事故預警的神經網絡模型。本發明采用智能算法構建事故預警的神經網絡模型，通過實時采集的應力數據預測當前錨桿的應力承受情況，當錨桿應力承受超過預設值時，對故障類型進行判斷。

技術領域

本發明屬于錨桿智能預警的技術領域，具體涉及基于云平臺的邊坡預應力錨桿智能化監測預警系統及方法。

背景技術

隨著我國改革開放的深化發展，建筑業作為國民經濟支柱產業的作用日益增強，也為我國國民經濟和社會發展做出了巨大貢獻。但眾多工程項目的開發建設，如城市建設、鐵路橋梁工程及礦山開發等，都對周邊原有的地質環境及生態環境造成了較大的改變，如河流改道、山地平整等。因此，工程項目周邊就必不可少的產生了大量的土質或巖質邊坡。有些工程項目在運營階段，隨著地下水長期的侵蝕、巖土體自身重力作用、地震、降水等自然因素及其他不利的人為因素等不斷地影響，工程項目周邊所遺留下的邊坡就發生了局部或整體變形，從而造成了大量邊坡的崩塌、滑動等地質災害。根據邊坡事故的發生可以看出，在城市建設過程中，大多數經人工改造后的邊坡由于其內在的地質條件及外部的地貌環境的變化，都直接或間接的影響其整體的穩定性，因此對于現存的邊坡必須采取一種行之有效的支護方法，以保證其穩定與安全。

大量鐵路、公路、水利、礦山、城鎮等的修建,特別是在丘陵和山區建設中,人類工程活動中開挖和堆填的邊坡數量越來越多，高度越來越高。例如，北京-福州高速公路福建段200余千米內高度大于40m的邊坡有180多處；云南省元江-磨黑高速公路147km內高度大于50m的邊坡為160余處；寶成鐵路陜西省寶雞至四川省綿陽段，通過的地段大部分為深山峽谷區，河道蜿蜒，山坡陡立，自然斜坡一般接近其臨界坡度，穩定性較差，據不完全統計，這段鐵路的邊坡開挖多達293處，累計79.7km，其中接近或超過臨界安全坡度的有123處，累計長423km，占邊坡開挖長度的530%。通常水利和礦山建設中的邊坡高度更高、范圍更大。水利建設中黃河上的龍羊峽、李家峽、劉家峽、小浪底水電站；長江上的三峽葛洲壩水電站；其他,如小灣、漫灣、二灘、五強溪、龍灘、天生橋、溪洛渡錦屏電站等都存在大量的巖石高邊坡,有些邊坡高達500m。礦山工程中露天礦與地下礦的開采都會形成工程邊坡。此外,尾礦壩、排土場也會形成許多高邊坡,如著名的撫順西露天煤礦、平朔露天煤礦等。我國是一個多山的國家,尤其是我國西部地區及東南沿海的福建、廣西、廣東、海南等地,隨著我國西部大開發的推進,大量民用與工業建筑不斷興起,數量眾多的建筑邊坡應運而生,成為我國邊坡工程的重要組成部分。例如,著名的山城重慶，僅市中區建筑邊坡就數以萬計。

邊坡的治理費用在工程建設中也是極其昂貴的。在我國隨著大型工程建設的增多，用于邊坡處治的費用也在不斷增大，如三峽庫區僅用于一期的邊坡處治國家投資就高達40億元；特別是在我國西部高速公路和鐵路建設中，用于邊坡處治的費用占總費用的30%-50%，因此對邊坡進行合理的設計和有效的治理將直接影響國家對基礎建設的投資及安全運營。

目前，土木工程領域，高強預應力錨桿/錨索的應用日益廣泛，錨桿/錨索噸位也日益增大，但伴之而來的問題是錨桿/錨索失事事故所帶來的風險也隨之增加。

以巖體預應力錨桿/錨索用于巖質邊坡加固而言,其實質是施加主動的錨固力：一方面使巖體的結構得到加強，大大提高巖體的承載能力，另一方面，在巖體內產生預錨附加應力場，使不利的應力狀態得到調整和改善，從而提高巖體穩定的可靠度。然而，預應力將隨巖體的變形而變化，在張拉初期，預應力即發生一定的損失，在使用過程中，預應力將伴隨巖體中的溫度、巖體蠕變、鋼材松馳及地下水等因素的變化而變化。因此,預應力的長期荷載變化一直是國內外工程界關注的焦點，但由于其所需觀測時間長，費用高，測量儀器性能無法完全滿足要求等，故國內外資料有限，這方面的研究國內外也較少。