[發明專利]一種高邊坡施工過程中動態監測方法及預警系統

在審

• 申請號: 202110786017.4
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113591347A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 范詩建;王晉;陳聰
• 申請（專利權）人: 浙江瑞邦科特檢測有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G08B21/18;G06F119/14
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

本發明涉及邊坡監測技術領域，提供一種高邊坡施工過程中動態監測方法及預警系統，所述監測方法的步驟為：利用三維地質建模軟件建立高邊坡的三維高程模型，并導出有限元軟件可識別的數據接口文件；用有限元程序對高邊坡的穩定性進行模擬分析；構件邊界條件，自重應力場并根據強度折減法和極限平衡法分析得到高邊坡潛在滑移面，建立高邊坡監測范圍及水平位移監測網；在高邊坡監測范圍及水平位移監測網內設置儀器進行動態檢測；本發明所采的高邊坡自動監測系統采用物聯網感知技術自動化實時監測邊坡參數，減少了人工成本與危險作業因素，同時利用多種類型傳感器多參數采集邊坡的各類巖土力學參數，提高了滑坡風險預報的及時性、可靠性及穩定性。

技術領域

本發明涉及邊坡監測技術領域，尤其涉及一種高邊坡施工過程自動化監測技術與數據處理預警系統。

背景技術

隨著我國經濟的發展，涌現出的基建需求帶來了大量的邊坡工程項目。在邊坡治理施工過程中垮塌、滑坡等事故往往帶來工程經濟損失和人員傷亡。造成事故原因既有人為因素也有自然原因；人為因素如邊坡開挖時石方爆破用藥量較大導致垮塌；邊坡開挖后沒有相應的防護措施，導致邊坡裸露在空氣中，由于長時間大面積受自然因素的作用，邊坡發生物理變化，失穩垮塌。自然因素如施工期間降雨豐富；邊坡土質結構松軟，開挖后土體喪失平衡力，引起滑移、傾覆；邊坡地基巖性為頁巖或夾層土質為膨脹土，降雨后此類土質遇水膨脹，引起垮塌；邊坡地下水豐富，長期浸泡引起基腳塌方。例如中國專利文獻CN111412890A公開了一種高邊坡邊坡監測方法，通過在項目施工區域范圍內建立監測點；再在項目施工區域范圍不同高度布置3個以上水準基準點，形成垂直位移監測網，以施工平面坐標系統為基準，在項目施工區域范圍要布置3個以上平面基準點，形成平面位移監測網；采用標稱精度的精密全站儀，按精密三角高程測量進行觀測，通過對各點的周期性觀測，得到各變形觀測點的沉降變化；邊坡監測一般采用全站儀或者量尺進行人工測量，人工操作存在誤差大或者監測頻率低等問題會導致邊坡災害的預警滯后，存在一定的安全隱患。邊坡動態監測是實現信息化數字化施工、避免事故發生的一種有效手段，是完善和發展設計理論、設計方法和提高施工水平的重要方法。通過對邊坡工程的自動化監測可以為邊坡工程的施工及時提供反饋信息，對提高施工安全、施工效率和質量有較好效益。

發明內容

本發明提供一種高邊坡施工過程中動態監測方法及預警系統，能對邊坡施工過程實時自動化監測，全面了解邊坡的狀況，以期解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供一種高邊坡施工過程中動態監測方法及預警系統，所述監測方法的步驟為：

(1)利用三維地質建模軟件建立高邊坡的三維高程模型，并導出有限元軟件可識別的數據接口文件；

(2)用有限元程序對高邊坡的穩定性進行模擬分析；

(3)構件邊界條件，自重應力場并根據強度折減法和極限平衡法分析得到高邊坡潛在滑移面，建立高邊坡監測范圍及水平位移監測網；

(4)在高邊坡監測范圍及水平位移監測網內設置儀器進行動態檢測。

優選的，構件邊界條件，自重應力場是有限元計算公式中初始條件設置，由實際邊坡地質條件確定，作用是為了有限元計算可以收斂。

優選的，所述三維地質建模軟件可以為CAD軟件或GOCAD軟件。

優選的，所述有限元軟件可以為ABAQUS軟件。

優選的，所述強度折減法理論對粘聚力和內摩擦角進行折減運算。

優選的，三維有限元強度折減法及破壞準則公式如下：