專利名稱：深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測三維數(shù)字預警方法與系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于城市地鐵車站、高層建筑地基開挖等相關深基坑施工工程技術領域，用于深基坑底面隆起變形遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警；具體涉及深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法，還涉及深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)。
背景技術：
隨著城市地鐵、超高層建筑等建設規(guī)模的擴大，伴隨著深基坑施工項目越來越多。深基坑施工過程中,基坑失穩(wěn)事故頻發(fā),基坑穩(wěn)定性越來越多弓I起業(yè)內(nèi)人們的關注。考慮安全經(jīng)濟的原則，開發(fā)深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法具有十分重要的實際意義。
國內(nèi)外在深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法研究方面尚少，根據(jù)國內(nèi)文獻記載，我國極少數(shù)公路、礦產(chǎn)、海底隧道、鐵路工程中構建有數(shù)據(jù)庫、隧道施工多元信息預警與安全管理。但目前為止，尚未見集深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型與深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺于一體的深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法的文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法，本發(fā)明要解決的另一技術問題在于提供一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)。使用該方法與系統(tǒng)，能夠實時連續(xù)監(jiān)測深基坑底面隆起變形數(shù)據(jù)，并將所得實測數(shù)據(jù)實時連續(xù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機，根據(jù)底面隆起變形數(shù)據(jù)，完成對基坑底面隆起變形穩(wěn)定性智能檢測和分級預警。本發(fā)明解決上述技術問題所采取的技術方案如下一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法，包括下述步驟
(1)調查被研究深基坑的區(qū)域地層水文地質工程地質條件，獲取其巖土體物理力學參
數(shù)；
(2)遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機基于步驟(I)得到的深基坑區(qū)域地層水文地質工程地質條件、該區(qū)域巖土體物理力學參數(shù)，基于連續(xù)介質快速拉格朗日分析程序FLAC3d建立深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；
(3)遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機基于VTK(VisualizationToolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺；
(4)基坑開挖完成后，在基坑底面安裝若干靜力水準儀；采集深基坑底面隆起變形實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機，生成數(shù)據(jù)庫文件，深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型實時調用這些數(shù)據(jù)；
(5)深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組變形數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出模型參數(shù)閾值，之后深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將采集到的后續(xù)實時數(shù)據(jù)與模型參數(shù)閾值進行比對，通過深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺予以展現(xiàn)并對超警戒參數(shù)進行分級安全預警；預警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發(fā)送至現(xiàn)場施工與地面管理相關人員的手機，實現(xiàn)深基坑底面隆起變形穩(wěn)定性遠程預警；使施工管理相關人員及施工現(xiàn)場的作業(yè)人員根據(jù)預警信息及時采取相關預防措施，進一步加強施工風險管理。本發(fā)明解決上述另一技術問題所采取的技術方案是一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)，包括若干靜力水準儀；其特征在于還包括依次連接的自動化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠程計算機；自動化數(shù)據(jù)采集儀另一端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站與互聯(lián)網(wǎng)之間依次無線信號通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠程計算機連接，遠程計算機連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與數(shù)個手機無線信號通訊連接。應用時，依據(jù)深基坑底面面積和形狀，按一定間距布設若干靜力水準儀。本發(fā)明提供了一種基于靜力水準儀的深基坑底面隆起變形遠程智能監(jiān)測三維數(shù)字預警技術。本發(fā)明基于深基坑巖土體物理力學參數(shù)、深基坑區(qū)域水文地質工程地質條件以及FLAC3d技術，建立施工區(qū)域深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；并基于VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺。通過靜力水準儀采集深基坑底面隆起變形實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)竭h程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機，生成數(shù)據(jù)庫文件。深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出模型參數(shù)閾值，之后深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將后續(xù)采集到的實時數(shù)據(jù)與模型參數(shù)閾值進行比對，通過深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺予以展現(xiàn)并對超警戒參數(shù)進行分級安全預警；預警信息發(fā)送至相關人員的手機，從而完成深基坑底面隆起變形遠程監(jiān)測三維數(shù)字安全預警，使相關人員根據(jù)預警信息及時采取預防措施，提高深基坑施工人員安全性。本發(fā)明適用于各類深基坑施工環(huán)境，包括特殊水文地質工程、地質條件以及密集建筑物群等深基坑施工環(huán)境。


圖1，是布置在深基坑的靜力水準儀以及自動化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀平面示意圖，
圖2是本發(fā)明的結構、數(shù)據(jù)采集傳輸示意圖。圖中I一靜力水準儀，2—自動化數(shù)據(jù)采集儀，3— GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，4一基坑底面，5—商用衛(wèi)星，6—通信發(fā)射基站，7—互聯(lián)網(wǎng)，8—遠程計算機，也稱遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機，9一F2003GSMDTU短信模塊，10—手機，11 一通信接收基站。
具體實施例方式 系統(tǒng)實施例 如圖1、圖2所示一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)，包括若干個靜力水準儀1，自動化數(shù)據(jù)采集儀2、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站6、商用衛(wèi)星5、通信接收基站11、互聯(lián)網(wǎng)7及遠程計算機8 ;若干靜力水準儀I與自動化數(shù)據(jù)采集儀2有線連接，自動化數(shù)據(jù)采集儀2另一端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站6、商用衛(wèi)星5、通信接收基站11與互聯(lián)網(wǎng)7之間依次無線信號通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)7與遠程計算機8連接，遠程計算機8連接有F2003GSMDTU短信模塊9，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊9與數(shù)個手機10無線信號通訊連接。參見圖1與圖2 :依據(jù)深基坑底面4的面積和形狀布設若干靜力水準儀I。遠程計算機8建立有深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型以及深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺。深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型的建立是基于深基坑區(qū)域地層水文地質工程地質條件、該區(qū)域巖土體物理力學參數(shù)以及連續(xù)介質快速拉格朗日分析程序FLAC3d ;深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺基于VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)。方法實施例
(1)選擇一深基坑作為深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法系統(tǒng)實施的對象；調查深基坑區(qū)域地層水文地質工程地質條件，獲取其巖土體物理力學參數(shù)；
(2)遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機8建立預警系統(tǒng)實施對象區(qū)域深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型，建立深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺。深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型的建立是基于深基坑區(qū)域地層水文地質工程地質條件、該區(qū)域巖土體物理力學參數(shù)以及連續(xù)介質快速拉格朗日分析程序FLAC3d ;深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺基于 VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)；
(3)基坑開挖完成后，在基坑底面4安裝若干靜力水準儀I;采集深基坑底面4隆起變形實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過自動化數(shù)據(jù)采集儀2發(fā)送至GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀2，再通過GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3附近通信發(fā)射基站6發(fā)至商用衛(wèi)星5，之后傳輸?shù)狡渌ㄐ沤邮栈?1，并進入互聯(lián)網(wǎng)7傳輸?shù)竭h程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機8，生成數(shù)據(jù)庫文件，深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型實時調用這些數(shù)據(jù)；
(4)深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組變形數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出變形閾值，之后深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將采集到的后續(xù)實時數(shù)據(jù)與模型參數(shù)閾值進行比對，通過深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺予以展現(xiàn)并對超警戒參數(shù)進行分級安全預警；預警信息通過與計算機8連接的短信模塊9，以手機短信方式發(fā)送至現(xiàn)場施工與地面管理相關人員的手機10，實現(xiàn)深基坑底面隆起變形穩(wěn)定性遠程監(jiān)測預警；使施工管理相關人員及施工現(xiàn)場的作業(yè)人員根據(jù)預警信息及時采取相關預防措施，進一步加強施工風險管理。
權利要求
1.一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警方法，包括下述步驟 (1)調查被研究深基坑的區(qū)域地層水文地質工程地質條件，獲取其巖土體物理力學參數(shù)； (2)遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機基于步驟(I)得到的深基坑區(qū)域地層水文地質工程地質條件、該區(qū)域巖土體物理力學參數(shù)，基于連續(xù)介質快速拉格朗日分析程序FLAC3d建立深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型； (3)遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機基于VTK(VisualizationToolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺； (4)基坑開挖完成后，在基坑底面安裝若干靜力水準儀；采集深基坑底面隆起變形實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機，生成數(shù)據(jù)庫文件，深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型實時調用這些數(shù)據(jù)； (5)深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組變形數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出變形閾值，之后深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將采集到的后續(xù)實時數(shù)據(jù)與模型參數(shù)閾值進行比對，通過深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺予以展現(xiàn)并對超警戒參數(shù)進行分級安全預警；預警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發(fā)送至現(xiàn)場施工與地面管理相關人員的手機，實現(xiàn)深基坑底面隆起變形穩(wěn)定性遠程預警；使施工管理相關人員及施工現(xiàn)場的作業(yè)人員根據(jù)預警信息及時采取相關預防措施，進一步加強施工風險管理。
2.一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)， 一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)，包括若干個靜力水準儀I ;其特征在于還包括依次連接的自動化數(shù)據(jù)采集儀2、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站6、商用衛(wèi)星5、通信接收基站11、互聯(lián)網(wǎng)7及遠程計算機8 ;若干靜力水準儀I與自動化數(shù)據(jù)采集儀2有線連接，自動化數(shù)據(jù)采集儀2另一端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站6、商用衛(wèi)星5、通信接收基站11與互聯(lián)網(wǎng)7之間依次無線信號通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)7與遠程計算機8連接，遠程計算機8連接有F2003GSMDTU短信模塊9，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊9與數(shù)個手機10無線信號通訊連接。
3.如權利要求2所述的一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)，其特征在于靜力水準儀I的布設依據(jù)基坑底面4的面積和形狀。
4.如權利要求3所述的一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)，其特征在于若干靜力水準儀I按照一定間距布設。
5.如權利要求3或4所述的一種深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測和三維數(shù)字預警系統(tǒng)，其特征在于遠程計算機8建立有深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型以及深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺。
全文摘要
本發(fā)明基于深基坑巖土體物理力學參數(shù)、深基坑區(qū)域水文地質工程地質條件及FLAC3D技術，建立施工區(qū)域深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；基于VTK商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺。通過靜力水準儀采集基坑底面隆起變形實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)竭h程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機，深基坑變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用最初數(shù)組數(shù)據(jù)完成模型參數(shù)修正并將后續(xù)實時變形數(shù)據(jù)與模型參數(shù)閾值比對，通過深基坑底面隆起變形三維可視化安全預警平臺予以展現(xiàn)并對超警戒參數(shù)進行分級安全預警；所有預警信息發(fā)送至相關人員手機，從而完成深基坑底面隆起遠程智能監(jiān)測三維數(shù)字預警。
文檔編號E02D1/00GK103046526SQ20131000824
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2013年1月10日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:中鐵二十一局集團有限公司