应用小波分析对监测建筑物变形的GPS数据进行处理的方法研究

介绍了应用小波分析对监测建筑物变形的GPS数据进行处理的方法。通过将监测某建筑物变形的GPS数据结果加入粗差后的信号波形分别进行傅里叶变换去噪和小波变换去噪,结果显示,采用小波变换去噪得到的波形质量要优于采用傅里叶变换得到的波形。可以得出:采用小波分析对监测建筑物变形的GPS数据进行处理具有良好的适应性,可作为GPS变形监测数据处理的主要方法。     

基于小波变换的雷达低信噪比信号处理技术及应用研究

在分析小波和小波变换特点及小波变换的降噪原理的基础上,基于小波时频局部化优异特性,利用小波分解和软阈值处理方法对实际探地雷达信号进行了降噪处理。通过小波变换信号处理的仿真计算,比较了单道雷达信号去噪处理前后的效果。同时,将小波变换的雷达信号处理剖面和原始剖面进行比较,结果显示经过小波变换的雷达剖面分辨率明显改善。理论计算和实际剖面对比,均表明小波变换较传统方法在处理低信噪比的瞬变信号时具有优势。最后将该法用于锦屏二级水电站交通辅助隧洞的探地雷达超前预报中,发现处理剖面和地质编录的情况基本能够吻合,即小波变换处理剖面有助于在隧道超前预报的正确判释。     

基于小波降噪的铁路边坡测斜监测分析

铁路边坡测斜监测数据中时常含有许多锯齿状波动,为了消除或减弱波动的干扰,通常对监测数据进行降噪处理。基于小波降噪理论,利用MatlabR2007a软件,分别选用小波变换模极大值法、非线性小波变换软阈值法与非线性小波变换硬阈值法三种方法对峰福铁路K294处边坡测斜监测数据进行降噪处理,结果表明：以上三种方法降噪效果明显,其中非线性小波变换软阈值法更有效,更适合于铁路边坡测斜监测分析。     

大断面软弱地层隧道施工围岩变形试验及预测

针对大断面碳化泥质板岩隧道在施工过程中极易发生塌方、拱架扭曲变形以及频繁换拱的特点,在小盘岭隧道进出口段选择多个监测断面作为试验段进行现场试验研究。分别对净空收敛变形、拱顶下沉、围岩压力、锚杆轴力、喷射混凝土应变、钢拱架支撑应力、二次衬砌混凝土应变、二次衬砌背部围岩压力进行测试。研究结果表明,隧道持续变形一般到48 d才能稳定,并且累计变形量很大,拱顶沉降最大能达到334 mm,累计收敛值最大能到318 mm。在控制围岩变形方面,对支护参数的监测发现:采取0.5 m的开挖步距,采取I20钢支撑,以及采取隧道衬砌背后的径向注浆,能有效的降低围岩变形及衬砌结构的受力。同时利用BP神经网络方法,能够比较准确的预测隧道围岩在施工过程中的拱顶沉降及围岩收敛,对隧道的开挖具有较大的指导作用。     

大跨斜拉桥北斗监测挠度温度效应分离研究

针对大跨斜拉桥北斗监测挠度温度效应分离问题,提出先利用挠度数据的周期特性,在挠度数据首尾分别进行波形延拓,在进行小波分解后所得小波细节中剔除高幅值车载作用挠度得到残余分量,将其与小波系数重构得到预降噪挠度,最后将预降噪挠度进行小波分解来实现挠度数据的高精度降噪;得到降噪挠度后,利用改进的集总平均经验模态分解(MEEMD)良好的可抑制分解过程中产生模态混叠的特性,将降噪挠度进行MEEMD分解,接着将所得日温差和年温差效应第1个半周期通过对称置换得高精度日温差和年温差效应,最后将降噪挠度剔除高精度日温差和年温差效应后所得残余分量再次进行MEEMD分解,所得趋势部分即为长期挠度,从而实现日温差效应、年温差效应、长期挠度的逐步分离。结果表明:波形延拓+预降噪+小波分解的降噪算法比传统单一降噪算法精度更高;温度效应分离算法能实现挠度温度效应各周期成分的精确分离,适合大跨斜拉桥北斗监测挠度温度效应分离。     

新建隧道施工对既有隧道影响的试验研究

通过新宝塔山隧道施工过程对既有宝塔山隧道的影响进行了数值模拟,并实测了新隧道开挖过程中既有隧道衬砌结构的变形和衬砌混凝土的应变变化情况。数值模拟结果和现场实测数据表明,既有隧道衬砌结构的变形和衬砌混凝土的应变变化较小,新隧道施工对既有隧道影响不明显,对后续工程施工有指导意义。     

基于MDP算法的隧道断面变形监测

传统的隧道变形监测方法虽然精度较高,但获取的数据过于离散和稀疏。随着激光技术的不断发展,采用三维激光扫描技术进行隧道的变形监测已成为行业发展趋势。笔者基于三维激光扫描技术对隧道进行变形监测,提取隧道断面点云数据后运用MDP算法计算隧道断面变形量,并与全站仪测量结果、现有点云数据处理软件计算结果进行对比,验证了采用MDP算法计算隧道断面变形的可行性。     

隧道支护结构的变形监测及反演分析研究

试图以渝湘高速公路某隧道施工过程的监测资料,通过反演分析算出围岩参数如弹性模量、泊松比等,并计算隧道衬砌内力和变形,对隧道衬砌结构整体稳定性进行分析。     

三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用

在传统的地铁隧道变形监测中,测量机器人因为测量精度高且能实现监测数据实时获取,在地铁自动化监测领域得到了很好的应用和普及,但作为一种依赖监测点反映结构变形的监测手段,只能对布设有监测点的区域进行监测和预测结构的变形趋势,无法发现和掌握没有布设监测点的区域的变形情况。为了解决这种监测方法的不足和掌握地铁隧道的整体变形情况,引入三维激光扫描技术,对地铁隧道进行三维激光扫描得到隧道的点云数据文件,通过将点云拼接、计算获得隧道水平收敛值,与自动化监测数据互补,综合评估隧道结构的变形情况,在地铁隧道变形监测领域有一定的现实意义。     

利用小波分析方法识别结构模态参数

在高层建筑抗震、抗风、健康监测及损伤诊断等研究中，结构模态参数是非常重要的参数之一。介绍了环境激励下基于小波分析的模态参数识别方法，并对实际结构振动响应信号进行小波分析。有效地识别了结构的固有模态参数，并同传统傅里叶变换、短时傅里叶变换的结构相比较，证实了小波分析方法在处理随机信号方面的优越性。另外，使用小波分析方法对测试信号进行降噪处理。分析结果表明，小波方法降噪能有效抑制噪音，还原真实信号。     

MATLAB在变形监测数据处理中的应用

探讨了MATLAB在变形监测数据处理中的应用，包括监测数据的检核、Kalman滤波器、小波降噪以及一些变形可视化功能。实践表明：在变形监测领域中引进MATLAB可以很方便地进行数据处理，降低对人员编程水平的要求，而且可以用于将成果可视化显示。     

管幕预筑隧道衬砌结构现场监测分析

为了考察管幕预筑隧道衬砌结构在土方大开挖过程中的力学响应,对中国首个采用管幕预筑法的工程进行了现场试验,得到了其动态变化规律,积累了现场实测数据,为判断隧道安全稳定提供了参考数据,确保了管幕预筑法的成功应用。研究表明：①衬砌结构的应力和变形均很小,预筑的衬砌结构对于控制结构的变形和地层损失具有很好的效果;②衬砌结构的最大应力监测值仅为强度设计值的30%,预支护结构增强了围岩的自稳能力,并降低了围岩压力;③围岩被动土压力区间较小,衬砌结构与围岩的相互作用不明显;④隧道内部顶层土方贯通当日拱顶沉降达到了5 mm,设计需要考虑贯通过程中的结构和环境效应,施工过程应加强监测与分析;⑤管幕预筑法建造地下空间技术可以有效控制衬砌结构的变形和地表沉降,具有很好的环境效益和社会效益,值得进一步研究和推广。     

隧道围岩大变形及二次衬砌裂缝稳定性分析

对隧道围岩大变形发生机制进行了研究,并对隧道围岩大变形进行了重新定义,在对二次衬砌作用机理进行分析的基础上,重点对衬砌裂缝的稳定性展开了分析研究,并得到一系列研究结论,能够为衬砌病害的研究提供一定的理论支撑。     

大西客运专线两宜隧道监测

鉴于两宜隧道施工过程中山体地表、隧道仰拱及隧道衬砌出现裂痕的情况,进行了隧道山体地表和隧道峒身监测的方法研究,提出了判断监测体有无变形、变形规律及是否稳定的方法,为后续施工和病害整治提供了参考依据。     

高速公路隧道软岩大变形段衬砌裂缝及变形监测

结合福建省永安市至宁化县高速公路石林隧道工程,通过现场分析调查获得了隧道软岩大变形段二次衬砌表面开裂的基本形态,并基于多种技术手段对衬砌的表面变形及裂缝的发展进行了现场监测,结果表明,受软岩大变形灾害的影响,衬砌结构的安全性存在隐患,必须采取有效的加固措施以确保施工及运营安全。     

带衬砌浅埋隧道开挖受非对称收敛变形影响的地层位移和衬砌应力分析

 盾构隧道施工引起的环境土工效应分析一直是城市轨道交通安全控制的关键课题。由于目前该领域较少考虑隧道衬砌与土体相互作用带来的影响,尤其是较少针对衬砌应力进行分析,由此提出带衬砌浅埋隧道开挖受非对称收敛变形影响的地层变形计算方法;同时考虑地层与衬砌之间的非对称收敛协调变形模式,建立带衬砌隧道开挖的Airy应力函数解析解答。通过实例研究,得到带衬砌隧道非对称变形模式下的地层沉降和水平位移曲线,并与实测数据进行对比验证;通过参数分析,获取土体和衬砌的材料特性、隧道几何特性以及隧道埋深等主要参数对浅埋隧道开挖地层变形和衬砌应力的影响规律。结果表明：非对称收敛变形模式对地层位移的影响明显,在此条件下得到的沉降槽和水平位移曲线与实测值吻合较好,地表最大沉降值更接近于实际;隧道半径或土层硬度对土体沉降最大值有较大影响,减小半径和硬化土层对减少土体沉降量效果显著,而衬砌几何参数的改变对沉降量的影响不大;衬砌轴力和弯矩整体关于90°/270°轴即隧道竖轴线严格对称,其中轴力沿圆周呈倒“8”字分布,而弯矩随着k值的增大,沿圆周方向由“8”字形向“0”字形过渡,最大轴压力和最大负弯矩发生在拱腰位置,土体侧压力系数k的取值对衬砌轴力和弯矩的分布和大小影响明显。分析成果可为正确预估软土浅埋盾构开挖变形提供一定的理论依据。     

小波降噪技术在高密度电阻率信号处理中的应用

传统的高密度电阻率信号多采用平均或线性平滑方法进行降噪,效果往往不够理想。本文通过建立低阻球体的正演模型,选取sym4小波作为降噪小波,并采用软阈值和分解层数为四层的降噪处理方法,对原始信号进行降噪,然后再对降噪后的曲线进行数据反提取,最终再利用高密度电阻率法反演软件(Res2dinv)进行反演,对比其反演结果表明,利用小波降噪后的效果比较理想。最后结合工程实例,验证了小波变换降噪技术的可行性和实用性。     

高地应力隧道仰拱变形规律及防治办法浅析

高地应力地段隧道施工中,由于施工扰动造成地应力二次分布,致使仰拱衬砌承受较大的地应力,若施工工艺不到位或设计人员对区域复杂地质认识不足导致设计参数不够,施工作业完的仰拱将会发生隆起开裂,影响下一步工序的使用。论文阐述了高地应力隧道仰拱变形普遍形变规律,提出了监测仰拱变形量,根据变形发展程度决定填充施工作业时机,或者变更设计参数,加强措施后监测变形量,决定填充施工作业时机,为避免高地应力隧道仰拱施工作业后的大变形提供了参考。     

大跨分离式隧道施工坍塌原因浅析及处治研究

针对霍永高速公路东段耿家庄隧道在开挖支护过程中掌子面发生坍塌,衬砌发生大变形及地表开裂等现象,结合隧道开挖段落的地质状况、衬砌支护、施工工艺等情况分析其塌方和变形的原因,提出了详细的处治措施,并对此类隧道施工提出几点建议。     

小波变换的在形变监测数据处理中的应用研究

由于受各种因素的影响,变形观测数据可能包含各种各样的误差与变形信息,但仅从这些数据表面上,不能反映形变的任何信息,所以,必须通过对监测数据进行综合处理分析,才能有效地提取变形信息,发现变形规律。本文利用小波多尺度分解,结合变形监测实例,从数据去噪方面对小波变换在GPS变形监测数据处理中的应用进行了研究。通过对处理结果做了详细分析,利用小波变换的多分辨率特性,实现了GPS动态监测数据的滤波、变形特征信息的提取以及不同变形频率的分离,有效的求解变形的非线性系统问题,验证了基于小波理论的GPS变形监测数据处理方法的可行性与有效性。