基于无人机贴近摄影测量的边坡安全监测技术研究

生态文明要求下,边坡安全监测的技术变革创新必须加快走向一个新高度.研究边坡安全监测技术,是保证边坡安全、推进生态修复、促进社会与自然协调发展、保障经济稳定向上发展的重要工作,对社会具有十分重要的现实意义.提出以无人机贴近摄影的数据采集方法结合三维模型处理技术手段,实现对边坡安全实时巡检监测的技术方案.以宋岗码头边坡为例...     

基于Matlab/Simulink的水轮机调节仿真研究

针对物理模型建造、参数改变困难的情况,在Matlab/Simulink工具箱下建立了水轮机调节系统仿真模型。考虑到水轮机特性的非线性和引水管道长的特点,水轮机模型采用了非线性模型、引水系统采用了弹性水击模型,仿真计算结果与实测结果吻合得很好。通过仿真模拟各种工况下水轮机的运行,有助于了解水轮机调节系统实际运行中的变化情况。对Simulink下的水轮机调节系统的数学模型、仿真实验结果与实测值的对比分析作了简要介绍。     

基于RES理论的边坡失稳分析

根据岩石工程系统(RES)理论推导了3层BP网络下的RES相互作用矩阵，定义了3层BP网络下的整体相对作用强度(GRSE)和相对作用强度(RSE)，讨论了GRSE和RSE的基本特性，并将基于人工神经网络下的RES理论应用到露天矿边坡失稳分析中，得出不同因素对边坡稳定的影响。     

基于遗传算法的土质边坡稳定性分析

以瑞典条分法作为边坡稳定分析模型,模仿生物进化过程,采用遗传算法,以滑弧圆心坐标和半径为搜索变量对模型进行优化,得到一种在全局范围内搜索出边坡最危险滑动面,并能克服局部收敛,计算出最小安全系数的边坡稳定性分析评价方法。最后通过工程实例验证了该方法的合理性和可靠性,计算结果令人满意。可为同类工程借鉴。     

基于地基合成孔径雷达的危险边坡变形非接触实时监测

岩体崩塌失稳是边坡工程中最常见的地质灾害类型之一,对危险边坡开展实时监测以揭示其变形响应特征,对于边坡的应急预警、综合防控意义重大。本文以某水电站导流洞进口边坡为研究对象,采用地基合成孔径边坡雷达与三维激光扫描融合的监测技术,通过坐标转换,建立三维激光扫描坐标系与 ＧＢ-ＩｎＳＡＲ坐标系之间的对应关系,将雷达二维图像区域内的点与地形点进行匹配,实现了对边坡的三维整体变形实时监测,并基于监测结果对边坡的整体稳定性和局部危岩体演化规律进行了深入分析。结果表明:该边坡整体稳定性较好,但由于岩体破碎,节理裂隙发育,局部危岩区域稳定性较差,部分区域变形受降雨、施工扰动等影响显著。     

基于SSA-DBSCAN的边坡安全监测数据粗差探测方法

考虑到边坡安全监测数据中存在粗差这一问题,提出了一种基于奇异谱分析(SSA)和密度聚类算法(DBSCAN)的粗差探测法,该方法结合SSA在提取信号和DBSCAN算法在区分粗差和异常值上的优势:首先使用SSA对监测序列进行分解重构,准确提取主信号并获取残余分量;然后使用DBSCAN聚类算法对残余分量进行分析;最后联合2种方法确定粗差点并剔除。通过引入多因素影响的边坡监测序列实例进行验证,并且将SSA-DBSCAN粗差探测法与中位数绝对偏差法(MAD)和格拉布斯准则法(Grubbs)进行比较分析。结果表明,本文提出的SSA-DBSCAN粗差探测法与上述方法相比性能优异、误判率低,可为后续监测数据分析处理乃至于预测预警奠定基础。     

基于KICA-RVM的大坝缺失监测数据插值方法

监测数据的缺失会给大坝的健康监控带来困难,因此,需要采用科学合理的插补方法对缺失数据进行插补,从而获取完整可靠的监测数据。根据测点的空间相关性,本文提出一种基于核独立分量分析(KICA)和关联向量机(RVM)相结合的大坝缺失监测数据插值方法。KICA-RVM采用KICA对原始自变量进行非线性变换并提取独立分量,形成特征自变量,通过特征值谱分析确定最佳特征变量个数,消除冗余信息干扰;采用RVM对KICA变换后的样本数据进行回归建模,从而获得强非线性表达能力且性能良好的模型。通过对某工程大坝监测资料进行分析,结果表明该插值方法具有良好的插值精度及稳定性。     

基于燕尾突变模型的土质边坡稳定性研究

突变理论是研究自然界不连续变化现象的一种有效方法,对土质边坡稳定性研究有一定适应性,根据实际土质边坡稳定状态,建立了相应的燕尾突变模型。选取了凝聚力、摩擦角、边坡坡角3个主要影响边坡稳定性的因素变量,运用燕尾突变公式计算了边坡突变级数,根据计算结果分析了边坡系统的稳定性,并与传统方法进行对比分析,验证了该方法的准确性。燕尾突变模型在工程实际中的应用表明,该方法准确简便、合理可行,具有良好的实际应用价值。     

基于对数螺旋破坏机制的三维边坡稳定性分析

为研究三维边坡在对数螺旋破坏机制下的稳定性,基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则下的速度场及安全系数的求解方法,可有效的解决相关联法则中摩擦角过大可能导致速度场不收敛的问题。基于Michalowski构建了考虑体积应变的均质三维边坡的对数螺旋线破坏机制,并利用MATLAB编制计算程序计算不同内摩擦角φ、不同边坡倾角β工况下边坡的稳定系数,分析内摩擦角、边坡倾角对稳定系数和破坏模式的影响规律,引入强度折减技术计算边坡安全系数,通过与Michalowski方法对比发现计算结果接近。研究结果表明:在三维边坡对数螺旋破坏机制下相对于一定宽度的边坡适用,且经过计算稳定系数符合规律。研究成果为边坡的设计计算提供参考。     

某水电站导流洞出口边坡稳定性分析与评价

某水电站现场监测资料表明,电站导流洞出口边坡开挖后有不间断变形,而且速率较大。为查明出口边坡潜在变形破坏范围及特征,对监测资料进行分析,同时采用极限平衡和三维数值模拟手段,对边坡稳定状态进行评价。结果表明：开挖前边坡能够自稳,开挖后如不及时支护,表层第四系土层会发生向开挖面的滑移;侧面边坡变形具有时效性,随时间推移变形破坏范围会向上部逐渐扩展。建议通过补充钻探和物探等措施,详细查明第四系覆盖层分布范围及厚度,同时通过现场试验等手段核实对边坡稳定状态极为敏感的第四系土层和强风化板岩层抗剪强度参数,在此基础上制定可靠的边坡支护措施。     

岩质高边坡监测数据的改进变维分形预测模型

针对以往预测模型在数据少和噪音干扰下出现预测精度降低的问题,基于分形理论,尝试建立改进的变维分形预测模型,并以小湾工程边坡位移监测数据为例,选取D1、D2曲线作为预测模型的分形参数曲线,计算各曲线的分段分形维数,对位移进行预测,并分别用灰色模型GM(1,1)和BP神经网络进行对比预测.结果证明,这种方法充分利用了分形理论自相似性的特点,抗噪性强,能较好地应用于小数据量监测数据的预测,并且精度较高,有着良好的应用前景.     

杨房沟水电站进厂公路边坡安全监测数据分析

对边坡监测数据进行科学分析有助于指导工程施工和改进设计方法。选取杨房沟电站进厂公路K0+360,K0+590,K0+760三个断面为研究对象,对2013年10月到2014年8月不同锚固深度的位移值、锚固力和应力损失值进行比较分析。分析结果表明:最大位移值变化量出现在雨季的5,6,7月份,为0.5 mm,在旱季波动很小;边坡稳定后,岩土层大多处于松动状态;锚固力在一定的损失后,最后都趋于一个稳定值。     

库岸边坡变形场与水分场光纤监测技术研究

三峡库区滑坡灾害频发,采用高效的滑坡监测技术对预防和降低滑坡灾害十分重要。本文介绍了ROTDR(Raman Optical Time-Domain Reflectometry)、BOTDR(Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry)和FBG(Fiber Bragg Grating)这3种光纤感测技术,以及课题组基于这3种技术研发的滑坡体变形场与水分场监测技术。以三峡马家沟I号库岸滑坡为例,介绍了相关的DFOS(Distributed Fiber Optic Sensing)监测方案、传感器布设工艺、光纤的保护方法和部分水分场及变形场监测结果的分析成果。监测结果表明:DFOS技术应用于库岸滑坡变形场和水分场监测可行,可为研究库岸滑坡演化机理及其预警预报提供一个新的监测手段。     

三峡船闸高陡开挖边坡主要监测资料分析

通过对三峡船闸边坡形成后变形观测成果的系统分析,说明了边坡不同部位变形的收敛特点.分析表明,中隔墩和南、北直立坡顶的变形收敛很快,其上部大部分斜坡表面测点变形也在收敛,坡顶个别部位全强风化岩体上的测点收敛速度相对较慢,但对边坡稳定没有影响.     

边坡安全监控等级划分探讨

由于缺乏相关的配套规程规范,传统边坡安全监测布置一般是根据边坡的规模和重要性,布置多个监测断面.用监测仪器数量来区分监测断面的重要和次要性,但对于大型、复杂高边坡.为使工程处理措施经济有效,一般均有信息化动态设计的要求,对边坡监控布置按照监控等级来动态实施.分级监控可在兼顾全面的基础上突出监控重点,在相关形势要求下进行动态调整,达到监控布置满足合理性、针对性.确保边坡工程安全,为信息化动态治理提供参考数据.     

基于GPRS网络的公路边坡远程自动监测系统组建及应用

论述了公路边坡远程自动监测系统的工作原理以及相关的核心技术,建立了基于GPRS网络的公路边坡远程自动监测系统并应用于工程实践。研究成果表明,该远程自动监测系统能够替代部分人工监测工作,并能适应野外恶劣的工作环境,监测成果可靠,能够用于指导设计与施工。最后,还提出了目前研究的不足及需进一步研究的问题。     

应用GPRS实现监测系统的远程数据传输

提出了一种基于无线公网GPRS网络的安全监测系统,并详细介绍了方案的设计与实现,该系统能较好地满足安全监测的需求,稳定可靠、灵活性好、设计和运行成本低。该方案可以应用到大坝安全监测、桥梁监测、水情测报等监测系统中。     

基于VB与Matlab的BP神经网络在地应力场分析中的应用

将通用程序Matlab的强大计算功能和VB开发界面友好的特点有机结合,利用ActiveX技术实现可视化神经网络模型并应用于初始地应力场的计算。根据线性回归分析的结果,应用均匀设计来确定计算参数不同水平的组合,通过有限元计算来构造神经网络的训练样本分析工程区应力场。实际工程中往往需要了解某一重要工程部位的应力状态,利用神经网络将整个工程区的初始地应力场智能化,所开发的人机交互界面使用方便。     

MODIS数据的干旱监测模型研究

对地观测卫星(ESO)中分辨率成像光谱仪(MODIS)传感器因其具有高时间分辨率、高光谱分辨率、适中的空间分辨率等特点,非常适合大范围、长时期、动态的干旱监测。借鉴以往的各种干旱监测方法,提出了一个基于MODIS的综合性干旱监测模型。该模型纳入与干旱有关的各种参数,并且首次将云指数作为一个重要参数引入模型。通过2003年湖北干旱的实例验证了此模型,结果显示此模型能很好的用于干旱预警与监测。