平庄西露天煤矿滑坡灾害远程监测实例分析

在远程实时监测系统前期研究开发基础上,以平庄露天矿边坡为现场应用研究对象,开展了滑坡监测及预报的现场试验研究.对露天矿山边坡在采动条件下,由稳定到不稳定直至滑动的全过程,进行远程实时监测.至2007年1月14日产生滑坡.在获得宝贵的大型现场试验数据基础上,对比分析了边坡的滑动破坏特征、位移和远程监测曲线,揭示了远程监测曲线斜率增大预示边坡稳定系数降低,曲线斜率突增处是预报特征点.试验表明,该方法实际应用于滑坡灾害监测预报是有效的,与传统的位移监测方法相比,不仅实现了远程无线监测,而且在预报时间上显著提前.     

基于图像相关分析的锁固型滑坡模型试验方法

针对支撑拱式、挡墙式、三段式锁固型滑坡分别设计了物理试验模型,采用整体牵引及前缘卸载方式模拟了滑坡从启动到滑动的演化过程,实现了对典型锁固型滑坡演化的全过程模拟,利用三维激光扫描、激光测振等多种非接触测试手段,获取了滑坡演化过程中位移、应力、破裂扩展等多个物理场数据。研究成果丰富了滑坡模型试验的测试方法和手段,为锁固型滑坡的破坏机制及演化规律的研究提供了新的途径。     

黄茨滑坡时间预报反分析

滑坡时间预报在保护人员财产免受损失方面具有重要的现实意义,合适的预报模型是预报成功的关键.针对滑坡系统的模糊性、不确定性等特点,采用了灰色系统预报滑坡时间.结合甘肃省黄茨滑坡的监测得到的位移时间资料,采用基于位移信息的Verhulst灰色模型,用Matlab编制计算程序,对黄茨滑坡的时间预报作反分析,得出滑坡发生时间的预测值及预测滑坡变形发展曲线,并将该结果与实际监测结果进行对比分析,以验证该灰色模型在滑坡时间预报中的适用性.结果表明,灰色Verhulst模型应用于滑坡时间预报中是可行的;时间预报结果与滑坡的实际滑动时间基本吻合,预测滑坡变形曲线基本与位移监测值展布趋势一致.合理的位移监测点布置、合适的记录时间间隔、位移数据的数学处理及多个监测点位移数据的综合分析有助于提高预报精度.     

束口式锁固型滑坡演化失稳机理试验研究

锁固型滑坡演化失稳机理对滑坡预警预报具有十分重要的意义,物理模型试验是研究滑坡变形演化的有效方法之一.通过自制的束口式锁固型滑坡物理模型试验装置,利用三维激光扫描仪、微型土压力传感器、高清相机等对滑坡形态、应力、位移等进行高精度监测,开展了束口式锁固型滑坡的演化失稳机理试验研究.利用竖向位移云图、坡面形态变化、土压力、...     

基于物联网技术的栾川魏家沟滑坡监测预警系统研究与实践

基于物联网体系结构和技术方法,构建了栾川魏家沟滑坡自动化监测预警系统。在滑坡区布设分布式传感器群,将表面位移、内部位移、降雨量、地下水水位、孔隙水压力监测相集成,应用无线通信网络接入方式,及时传递和处理监测信息,准确地给出地质灾害的预警等级。多年的运行实践表明,该系统可以快速、实时收集灾害体的监测信息,能够保证数据的准确性和可靠性,可以对魏家沟滑坡灾害进行精确的监测预警,实现了全天候远程控制和无人值守,提高了滑坡灾害的防治水平。     

蠕动型滑坡位移变形规律与失稳判据

针对蠕动型滑坡位移监测预警中滑坡稳定性难以准确判定的问题,利用FLAC^3D数值软件建立土质边坡数值计算模型,基于强度折减系数法分析滑坡变形过程中的表面位移和内部应力变化规律,构建蠕动型滑坡的失稳判据,并用于相似试验验证和实际滑坡案例分析。结果表明：蠕动型滑坡发生、发展至滑移破坏过程中,内部破坏特征在宏观上可通过滑坡地表位移变形来反映;滑坡地表位移随滑坡破坏程度呈现出规律性的变化,且在滑坡稳定性阶段发生变化时滑坡地表位移会出现突变性的拐点;依据滑坡位移变化规律建立的失稳判据得到的滑坡稳定状态与实际情况相符,验证了所建失稳判据在实际工程中的适用性。     

某滑坡变形机理分析及应急治理工程效果评价

在对某滑坡所在区域地质环境分析的基础上,利用极限平衡法和数值模拟方法分析了该滑坡灾害体前部边坡的受力特征、稳定状态,针对该滑坡体的变形破坏机理,提出对滑坡体的应急治理工程措施.在应急治理工程施工完成后,通过对该滑坡工后地表和深孔位移监测,分析了该滑坡当前所处的状态,对应急治理工程的效果做出评价,为该滑坡后期进行彻底治理设计提供了科学的依据.     

基于深部位移及气象监测的泥岩滑坡特征及成因分析——以岑溪大业公田滑坡为例

为有效监测预警泥岩地区滑坡,找到泥岩地区滑坡的诱发因素,并实现泥岩分布区的防灾减灾,以岑溪大业公田滑坡为例,对滑坡发生前后的现场工程地质勘察及岩矿分析报告进行了分析研究,利用滑动式测斜仪、农田气象监测仪等联合建立了岑溪大业公田滑坡监测系统,对滑坡整个变形过程中的累计位移与深度、位移速率与降雨量等的变化规律进行了分析。结果表明: 岑溪大业公田滑坡以浅层多层滑动面滑动为主,地表下1 m 处的位移速率与降雨量具有一定相关性,而滑带土的位移速率与降雨量之间具有一定的滞后性; 高强度、持续的降雨是滑坡发生的主要诱发因素; 岩体破碎、节理裂隙发育、强度低,含有大量亲水性及易溶性矿物的风化泥岩结构是滑坡发生的决定因素; 高速公路的建设对坡脚不合理的开削挖及坡面植被的破坏等其他人类工程活动是滑坡发生的影响因素。     

三峡库区水库型滑坡变形监测剖面选取研究

在三峡水库蓄水和运行条件下,三峡库区水库型滑坡不同部位的地下水位和位移的改变表现出对库水位变化的敏感程度不同的特征.根据位移的变化对库水变化敏感程度的不同与监测信息量获取大小的关系,采用模糊模式识别方法对三峡库区水库型滑坡位移场变化对水库水位变化的敏感程度进行数值分区.借助水库型滑坡位移场变化敏感程度数值分区规律,提出三峡库区水库型滑坡变形监测剖面选取的一般原则.根据该原则,以三峡库区水库型滑坡——泄滩滑坡为工程实例,给出泄滩滑坡变形监测剖面的具体布置.     

深基坑周边位移实时监测系统的研发

位移监测是保障深基坑施工安全的重要措施之一.针对常规基坑位移监测方法存在的问题与不足,开发了无接触、遥控、高精度和高可靠性的激光位移实时监测系统.系统借鉴激光准直测量原理,采用半导体激光器提供基准激光束、光纤-光敏管阵列实现光电转换、单片机数字电路进行数据采集和预处理、数字信号经调制解调器进入监控计算机,最终由计算机实时绘制位移-时间曲线.根据位移-时间曲线评价基坑的稳定性.实用中的监测系统的监测精度为0.5 mm,监测仪的最大位移量程为96 mm,激光器的有效射程为100 m.     

基于双目视觉的激光位移传感器标定方法

为了提高激光位移传感器在工业机器人末端坐标系下的标定精度,提出基于双目视觉的激光位移传感器标定方法. 该方法通过双目视觉技术重建激光光束投影在平面上的光斑位置,利用手眼标定参数将光斑位置转换至机器人末端坐标系,同时利用最小二乘方法将光斑拟合成光束直线,获得机器人末端坐标系下的传感器光束方向及零点位置以完成标定. 该方法可同时标定机器人末端上的多个激光位移传感器,无须采用有精度要求的辅助工件标定,具备精度高,鲁棒性强优势. 基于标准球的精度评价实验结果显示,在3倍标准差范围内该方法标定后的激光位移传感器测量精度范围为0.038 6±0.025 8 mm,满足机器人加工要求.     

基于激光与CCD图像系统的非接触式转角测量

介绍了基于激光与CCD图像系统的物体小角度偏转角的检测技术.利用相关法数字图像处理技术计算光斑的移动实现微小位移的光学测量,建立了激光反射光位移与转角的定量关系,并应用等强度悬臂梁进行实验验证.检测系统具有结构简单、能实时在线检测、非接触及高精度等特点,在工程中具有较大的实用价值.     

基于激光条带追踪的桥梁振动非接触测量方法

针对基于计算机视觉的结构位移测量方法存在对靶点要求高及光照依赖性强的问题,提出了一种通过竖直投射激光条带于桥梁结构表面,追踪光带中心以分析桥梁振动的新方法。通过大功率线激光器投射激光线至梁底面或顶面,倾斜拍摄激光线连续影像,利用改进灰度重心法亚像素追踪激光条带中心线位置在图像上的改变,几何换算得到桥梁振动位移时程曲线,进而可分析获得桥梁结构的动力参数。在室内实验条件下对简支梁模型桥进行了锤击强迫振动试验,以SONY 4K摄像机作为影像采集设备,LVDT位移传感器和加速度传感器作为传统数据采集设备进行了同步数据采集实验。分析结果表明,动位移测量结果以LVDT采集数据为参考,SONY摄像机所得结果相对误差极值为3.17%。模态分析结果以加速度传感器为基准来比较,摄像机对前二阶频率识别的相对误差极值为1.81%,表明动位移测量与低阶模态参数识别都取得了理想的效果,不同于加速度传感器所得模态振型空间精度受限于传感器数量,本文方法所得模态振型空间精度可达像素级,且几乎无环境光照改变干扰实验结果的困扰。该方法为非接触测量以识别桥梁自振特性提供了一条经济高效的新思路。     

激光干涉法位移测量集成演示装置的设计

介绍了激光干涉法长度测量的基本原理,提出在不更换和调整系统中光学器件的条件下,实现线位移和角位移－机测量集成装置的设计思想。该装置结构简单,操作方便,既可直拉观察条纹变化情况,又能显示出具体的测量值。     

点结构光精密位移传感器的仿真研究

针对目前位移传感器的精度难以满足需要的问题,采用3dsmax和MATLAB软件对点结构光位移传感器测量系统进行了计算机仿真研究．首先依据三角测量法建立系统的数学模型,然后利用3dsmax进行模拟仿真．最后采用了改进的亚像素光斑中心定位的方法准确求解光斑中心,计算出精确位移．大量实验结果表明,光斑中心定位达到了亚像素级,相对误差的最大值小于0．05%,满足了使用要求．     

大型工件直径的光电检测技术的研究

基于光三角技术和光栅位移检测技术,提出一种用于大型工件直径非接触在线测量方法和测量系统.本文详细论述了直径测量数学模型、光三角技术和光栅位移检测技术在测量系统中的应用,设计了基于Lab VIEW语言平台的计算机实时数据处理系统.     

基于Matlab的有路标移动机器人定位仿真

为了满足机器人精确定位的要求,提出一种基于多传感器信息融合的自定位算法并介绍了如何利用Matlab搭建移动机器人定位系统的仿真模型.仿真程序建立了移动机器人活动的虚拟环境,模拟了机器人的运动模型、里程计、激光雷达观测模型,利用扩展卡尔曼滤波算法将里程计和激光传感器采集的数据进行融合;最后,由匹配的环境特征对机器人的位置进行修正,得到精确的位置估计.仿真试验的结果表明该定位系统具有较高的定位精度.模块化的仿真系统设计有利于其他定位算法的验证,对机器人系统的理论研究以及实用化具有重要的作用.     

离散单元法的工程计算及应用

七十年代发展起来的离散单元法是一种适于节理岩体稳定分析的数值计算方法.本文阐述了离散单元法的基本理论及其在岩体稳定分析中的应用,借助于计算机和 CAD 技术,不连续岩体的破坏过程,应力应变场,位移场及力场的分布可以迅速直观地显示出来,本文介绍了作者用离散元方法进行岩体抗滑稳定的初步研究,并用高速摄影机和激光离散方法做了验证试验,计算结果和试验有着相当好的吻合.     

一种基于光楔干涉的激光准直系统

介绍了一种基于光楔干涉的激光准直系统：利用氦氖激光经准直、扩束后投射到固定在接收靶上的楔形光学平板上,产生的干涉条纹由光电传感器检测;将接收靶沿被测导轨移动,如果导轨有直线度误差,则接收靶过桥与导轨的接触点所形成的直线角度发生变化,这样干涉条纹就会发生移动;将光电传感器检测得到的干涉条纹移动量送入单片机系统,采用软件细分的方法,得到被测点相对于准直光束的偏移量。最后对该系统进行了对比与重复性实验。实验表明：用本套装置检测长度为40m的长导轨,直线度误差仅为674．961μm。