專利名稱：一種地下工程巖體位移的反饋分析系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種非接觸測量大斷面地下工程變形的裝置，以及在此基礎上建立的基于非線性有限元和粒子群優(yōu)化算法的圍巖參數(shù)反饋分析系統(tǒng)。
背景技術：
我國地下工程的建設方興未艾，由于地下工程的復雜性和非確定性，新奧法、信息 化施工為代表的反饋分析方法已經(jīng)成為隧道建設的主要理念，其核心是通過圍巖監(jiān)測位移來反分析參數(shù)并控制圍巖穩(wěn)定性。在監(jiān)測項目中，洞周收斂數(shù)據(jù)能夠反映圍巖綜合變化信息，是最受到人們重視的關鍵測項之一。傳統(tǒng)的圍巖收斂監(jiān)測方法采用收斂儀，方便易行，但是對于洞室尺寸有一定限制。隨著基礎建設的增加，涌現(xiàn)出越來越多的大斷面地下工程結構，傳統(tǒng)的圍巖收斂計很難操作和實施。如果采用昂貴的全站儀監(jiān)測方法，則存在搬動和操作復雜的局限性，很難滿足要求天天進行的地下工程常規(guī)監(jiān)測要求。如何進行大斷面地下空間日常監(jiān)測并進行快速的反饋分析已經(jīng)成為影響大斷面隧道信息化施工能否正常進行的重要問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種地下工程巖體位移的反饋分析系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術方案如下一種地下工程巖體位移的反饋分析系統(tǒng)，其特征在于包括巖體位移激光測量裝置和圍巖參數(shù)分析系統(tǒng)；所述巖體位移激光測量裝置包括作為收斂位移多個測點的反光片和激光儀定位
裝置；所述激光儀定位裝置設置在圍巖側墻或者基坑附近平地上，所述反光片設置在圍巖側墻或者基坑側壁上；所述激光儀定位裝置包括通過膨脹螺栓固定在圍巖側墻或者基坑附近平地上的支座；通過定位螺栓固定在支座上的激光測距器夾持架，所述激光測距器夾持架能夠繞定位螺栓自由旋轉；所述激光測距器夾持架同支座接觸面上設有鎖緊螺栓，在支座上同鎖緊螺栓移動軌跡相對應的位置設有弧形滑槽；所述激光測距器夾持架上設有用于放置激光測距器的直角擋槽，所述直角擋槽由用于放置激光測距器的托板和用于對激光測距器進行限位的擋板構成；所述圍巖參數(shù)分析系統(tǒng)包括用于接收實際工程的尺寸和洞形信息的輸入模型尺寸接收單元；用于對模型尺寸接收單元接收到實際工程的尺寸和洞形信息進行處理，把節(jié)點坐標按照比例，即實際洞形尺寸與模型庫的尺寸之比例調整，形成新的單元和節(jié)點信息的有限元網(wǎng)格預存單元；
用于對記錄巖體位移激光測量裝置采集的巖體位移數(shù)據(jù)進行采集的輸入監(jiān)測位移接收單元；用于對有限元網(wǎng)格預存單元和輸入監(jiān)測位移接收單元接收到的巖體位移數(shù)進行圍巖參數(shù)反分析處理，根據(jù)隧道圍巖參數(shù)的物理意義設定上下限，并根據(jù)如下公式進行有
約束的優(yōu)化
權利要求
1.一種地下工程巖體位移的反饋分析系統(tǒng)，其特征在于包括 巖體位移激光測量裝置和圍巖參數(shù)分析系統(tǒng)； 所述巖體位移激光測量裝置包括作為收斂位移多個測點的反光片(I)和激光儀定位裝置(2)； 所述激光儀定位裝置(2)設置在圍巖側墻或者基坑附近平地上，所述反光片(I)設置在圍巖側墻或者基坑側壁上； 所述激光儀定位裝置(2)包括 通過膨脹螺栓(24)固定在圍巖側墻或者基坑附近平地上的支座(21)； 通過定位螺栓(23)固定在支座(21)上的激光測距器夾持架(22)，所述激光測距器夾持架(22)能夠繞定位螺栓(23)自由旋轉；所述激光測距器夾持架(22)同支座(21)接觸面上設有鎖緊螺栓(26)，在支座(21)上同鎖緊螺栓(26)移動軌跡相對應的位置設有弧形滑槽； 所述激光測距器夾持架(22)上設有用于放置激光測距器(25)的直角擋槽，所述直角擋槽由用于放置激光測距器(25)的托板(221)和用于對激光測距器(25)進行限位的擋板(222)構成； 所述圍巖參數(shù)分析系統(tǒng)包括 用于接收實際工程的尺寸和洞形信息的輸入模型尺寸接收單元； 用于對模型尺寸接收單元接收到實際工程的尺寸和洞形信息進行處理，把節(jié)點坐標按照比例，即實際洞形尺寸與模型庫的尺寸之比例調整，形成新的單元和節(jié)點信息的有限元網(wǎng)格預存單元； 用于對記錄巖體位移激光測量裝置采集的巖體位移數(shù)據(jù)進行采集的輸入監(jiān)測位移接收單元； 用于對有限元網(wǎng)格預存單元和輸入監(jiān)測位移接收單元接收到的巖體位移數(shù)據(jù)進行圍巖參數(shù)反分析處理，根據(jù)隧道圍巖參數(shù)的物理意義設定上下限，并根據(jù)如下公式進行有約束的優(yōu)化
2.一種地下工程巖體位移的反饋分析方法，其特征在于包括如下方法 S1、接收實際工程的尺寸和洞形信息的輸入模型； S2、利用有限元網(wǎng)格預存技術對模型尺寸接收單元接收到實際工程的尺寸和洞形信息進行處理，把節(jié)點坐標按照比例，即實際洞形尺寸與模型庫的尺寸之比例調整，形成新的單元和節(jié)點信息；·53、對記錄巖體位移激光測量裝置采集的巖體位移數(shù)據(jù)進行采集； ·54、對步驟S3接收到的巖體位移數(shù)據(jù)進行圍巖參數(shù)反分析運算，具體過程為根據(jù)隧道圍巖參數(shù)的物理意義設定上下限，對其采用如下公式進行有約束的優(yōu)化
3.根據(jù)權利要求2所述的一種地下工程巖體位移的反饋分析方法，其特征在于所述有限元網(wǎng)格預存技術包括兩個過程I)事先預置網(wǎng)格，包括建立典型的隧道模型庫，對模型劃分網(wǎng)格和保存單元、節(jié)點信息；2)現(xiàn)有工程信息錄入，包括明確實際工程的尺寸和洞形，把節(jié)點坐標按照比例調整，形成新的單元、節(jié)點信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下工程巖體位移的反饋分析系統(tǒng)，其特征在于包括巖體位移激光測量裝置和圍巖參數(shù)分析系統(tǒng)；巖體位移激光測量裝置包括作為收斂位移多個測點的反光片和激光儀定位裝置；激光儀定位裝置設置在圍巖側墻或者基坑附近平地上，反光片設置在圍巖側墻或者基坑側壁上；圍巖參數(shù)分析系統(tǒng)包括輸入模型尺寸接收單元、有限元網(wǎng)格預存單元和輸入監(jiān)測位移接收單元；以及對有限元網(wǎng)格預存單元和輸入監(jiān)測位移接收單元接收到的巖體位移數(shù)進行圍巖參數(shù)反分析處理，最終獲取圍巖收斂位移信息的反分析運算單元該系統(tǒng)通過激光測距器對數(shù)據(jù)的保存和轉移到數(shù)據(jù)處理器，采用網(wǎng)格預存技術和有限元反饋計算，可以迅速反分析獲得圍巖的參數(shù)。
文檔編號G01B11/02GK102768019SQ201210272008
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2012年7月31日
發(fā)明者姜諳男, 宋戰(zhàn)平, 楊宏偉, 沙權賢, 辛洪福 申請人:大連海事大學