现代化变形监测技术的研究 马良

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:马良
[导读] 摘要:变形是普遍存在于生活中的一种现象,指的是物体在各种力的作用下,其形状、体积、位置随着时间的变化发生的改变。
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        摘要:变形是普遍存在于生活中的一种现象,指的是物体在各种力的作用下,其形状、体积、位置随着时间的变化发生的改变。物体发生变形程度如果在一定范围内是不会产生不良后果的,但如果物体的形变超出了允许值,那就可能会引发滑坡、溃坝、桥梁或者建筑物倒塌等危害。
        关键词:现代化;变形;监测技术
        引言
        现代化变形监测技术是指对变形体进行及时观察、对变形的形态进行分析以及对变形体的发展趋势进行相应的预测等的一项技术,其对于隧洞安全建设至关重要,提供了十分科学性的数据和信息。
        1监测目的
        (1)在施工过程中对周边环境、工程本体实施监测工作,掌握施工过程中北岸工作井基坑及明挖段基坑周边环境、围护结构体系的变形、应力应变动态,获取监测数据,为施工单位提供参考依据;
        (2)提供精确的监测数据和相关分析资料,作为参考依据,防止重大事故发生。
        2变形监测技术应用原则
        (1)进行多次测量,若出现变形情况,即必须针对其变形量开展测量工作,以获取开展施工控制工作的重要参数,同时保障各项数据的准确性,使相关工作人员能够清晰、有效地明确基坑围护结构及外部途径相互作用之下的情况,以及时应用具有针对性的处理措施;(2)保障数据的可靠性,需在对变形监测技术进行应用的过程中采用具有良好可靠性的检测仪器,且保障检测过程中无其他因素产生不利影响;(3)对关键区域进行重点监测,因为在开展基坑施工工作的过程中,不同区域有可能对不同的支护结构进行应用,所以各区域之间的稳定性及安全性均可能存在差异,也就需要对其中安全性及稳定性较差的位置实施重点的监测工作,以能够为顺利施工提供保障;(4)便捷实用性原则,为了提升监测数据的准确性,并尽可能避免与正常施工发生冲突,监测技术的安装及应用均应尽可能简单和便捷,以保障施工的效益。
        3现代化变形监测技术
        3.1大地测量法
        在现代桥梁工程建设中,大地测量法是桥梁变形监测最常用的测量技术,该技术的主要特点就是适用范围广。在实际项目的应用过程中,主要就是通过在桥梁上设置基准点,然后通过测量基准点之间的距离与角度,换算出基准点的坐标,对桥梁进行变形监测就是测量监测点在水平与垂直方向上的位移数据,最后对位移数据进行分析处理,来确定桥梁变形情况是否在正常范围内。如果发现变形超出了规定的要求范围,就需要相关部门针对变形的具体情况及时采取措施处理。从大地测量法在实际作业中的应用可以看出,该项技术使用适应性强、成本较低,数据采集需要用到的测量仪器操作也相对简单。然大地测量法的优点比较突出,但是在实际应用中,由于基准点是人为设置的,其数据测量特别容易受到人为因素的干扰,在监测作业中具有一定的局限性,该技术在项目整体变形监测中应用的可靠性相对于局部变形监测更有优势。
        3.2无人机航摄技术
        在地表变形监测中,无人机凭借其灵活性和非接触特性,能够深入受灾区域,提供快速、可靠、直观的三维实景模型数据,实现地质灾害应急管理、灾情评估等任务,为灾后重建提供地理信息依据。利用无人机对重点区域进行监测,有效利用无人机机动性强的特点,降低作业人员的劳动强度和作业风险,提高了应急工作的效率。通过软件对地质灾害体进行无人机低空航拍与快速建模,对滑坡体进行多时态分析,得到重点区域变化规律,获取地质灾害体的变形信息,实现对滑坡体的形态分布特征的精确描述,为专业监测与应急决策的顺利实施及分析研判提供了重要数据支撑,科学有效地保证了现场施工救援人员的安全。由于无人机机身较为轻巧,在一定程度上对复杂气候条件的抵抗力不足,在高差较大或其他复杂地理条件下,无法进行作业。

无人机虽能自动规划飞行路线,但在重点区域的飞行需要人为干预,在地质灾害中不能实现地质灾害信息的自动提取等。对于无人机航摄技术在地质灾害监测方面的应用研究,应以无人机快速建模后的灾情快速解译与快速空间分析为主,提高对数据量较大的无人机影像的处理速度,进一步提高成果数据的实时性和高效性。
        3.3GPS变形监测技术
        GPS变形监测技术是技术发展的产物,用具有全天候、连续性、定位精度高等特点,随着该技术的成熟发展,在很多变形监测任务中发挥了重要作用。该技术在应用中会根据检测对象的特点,使用具体的检测方法(GPS检测技术有静态、动态与快速静态测量3种),GPS的变形监测从技术本身的原理出发,通过对监测点的静态定位采集变形点的数据。与其他变形监测技术相比,GPS监测技术更精准,操作灵敏,可以进行高级别的实时监测,并且监测作业可以在室内直接进行,避免了外部因素的干扰。
        3.4D-InSAR技术
        D-InSAR技术是一种新型的合成雷达孔径差分干扰测量技术,能够做到大范围、全天候实时远程采集地表变形信息,级别能够达到毫米级,特别是对非线性的变形,可以利用永久散发体及小基线技术进行数据提取,可以避免大气的影响。同时,D-InSAR技术可以使用高分辨率SAR卫星,对地面沉降进行有效观测。
        3.5三维激光扫描技术
        为验证三维激光扫描技术在隧道变形监测中的应用效果,采用激光传感器在隧道径向对隧道内轮廓进行等间距扫描,扫描起点为隧道口初始位置,在整个区段内扫描线共20条,隧道轮廓进行两期数据采集,未发生变形的原始轮廓扫描数据为第一期,发生变形后的轮廓扫描数据为第二期。对于隧道顶部发现塌陷的情况,同时两侧拱腰位置会有一定扩张,结合实际情况处理采集到的两期数据,从而获取变形信息。
        3.6测量机器人监测技术
        改革开放以来在社会经济飞速发展的同时,我国的科学技术也得到了迅速发展,应用于建筑物的变形监测技术智能化程度也越来越高,机器人监测技术就是科技智能化发展的成功之一。机器人变形监测技术是一种地面监测技术,是通过智能化机器人与专业的数据处理软件相结合实现自动化变形监测。该技术自动化程度高,可实现远距离无人作业,省时省力,在未来的建筑物监测中扮演的角色会越来越重要。
        3.7数字摄影测量变形监测技术
        随着数字化技术的发展,与摄影测量技术结合开创了数字摄影测量时代,利用数字影像处理与匹配技术,计算出监测对象的坐标,整个测量处理都由计算机完成。变形监测通过摄影测量的方法实现,能够完美的实现观测的同时性、观测点的连续性及动态监测等要求,还能够实现对远距离变形体进行监测。
        结语
        通过上文的叙述与分析可以知道,变形监测技术的发展迅速,在我国建筑行业已经有了比较广泛的应用,在人们的生产生活中都发挥着非常重要的作用,不仅为建筑行业的安全施工及人民的财产安全保驾护航,还有力的保障了我国的文化遗产,促进社会精神文明建设发展。虽然现代化的监测技术已经基本可以满足需要,但是也要不断深化变形监测技术的创新发展,促进变形监测技术朝着精密程度高、智能化程度高的发展,保障社会经济的健康稳定发展。
        参考文献
        [1]麻海霞.变形监测技术研究与分析[J].化工管理,2016(21):45-46.
        [2]刘定忠,王维海,李嘉骏.变形监测技术浅析[A].云南省测绘地理信息学会2017年学术年会论文集[C].2017:472-475.
        [3]丁瑞,王华.变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].建筑技术开发,2020,47(2):120-121.
        [4]陆艺双.工程建筑物变形监测技术研究综述[J].黑龙江科学,2016,7(6):146-147.
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