地面三维激光扫描应用于变形工程测量

地面三维激光扫描技术具有高速激光逐点扫描测量和摄影的功能,物体表面的三维坐标数据能够高分辨率地获取在短时间内,真实再现所测物体的三维立体模型和景观,在变形观测、精密工程测量、各类三维建模等领域得到了广泛的应用.本文依据变形工程项目情况,描述地面三维激光扫描技术在变形测量中的生产过程,分析扫描成果总结该技术的特点和优势.     

三维激光扫描技术应用于建筑基坑变形监测

基坑工程开挖过程中的监测是工程安全的重要保障,为了提高基坑监测的全面性和技术水平,本文通过工程实例介绍了三维激光扫描技术在房屋建筑基坑变形监测中的理论及应用方法,采用三维激光扫描仪获取点云数据并建立了三维偏差模型,与传统的测斜方法等进行了比对和精度分析,提出了提高精度和稳定性的具体改进措施。     

三维激光扫描技术在隧道相似模型表面变形应用

基于三维激光扫描技术,对1:20相似比的隧道洞口段相似材料模型表面变形进行了研究。结果表明,隧道开挖引起地表沉降形态呈现以隧道中心轴线近似对称的正态分布曲线形式;拱部沉降和洞周收敛早期变形增长快,开挖10h后,变形减缓,变形曲线前期为幂函数曲线,后期呈直线状态。本研究为相似材料模型表面变形信息获取提供了一种新的参考。     

基于EPS2008的地面三维激光扫描技术在隧道测量中应用研究

基于地面三维激光扫描新技术研究与运用,以科技促进发展为目的,通过对隧道测量内容、隧道地物要素分布特征的研究,结合三维激光扫描技术特点,提出了地面三维激光扫描技术在隧道测量中的作业方法及流程;基于EPS2008二次开发技术研究隧道点云特征数据提取方法,实现了基于隧道底面模型的激光点云特征数据提取。     

基于移动三维激光扫描的地铁隧道结构监测方法

地铁隧道为超长线状结构,传统健康监测技术通过埋设传感器来诊断评估结构安全状态,存在传感器需求量大、监测点布设复杂、采集传输硬件的安装维护困难等缺点.本文针对传统健康监测技术的缺点,建立了基于移动三维激光扫描的地铁隧道三维全景监测系统.该系统采用移动三维激光扫描技术,通过沿轨道匀速移动三维扫描仪,提取地铁隧道管片和轨道的...     

基于地面三维激光扫描的精细地形测绘

本文讲述了三维激光扫描技术的工作原理,在应用这种技术之后应该注意的一些问题,以及用三维激光扫描测绘中的一些重点流程。     

基于地面激光扫描的物体建模研究

三维激光扫描具有精度高、信息量丰富的特点,利用地面激光扫描技术对物体建模是现阶段研究的热点。本文针对组件式、建筑物和复杂形体几种不同类型物体的建模方法进行了研究,结合实例并通过比较几种不同的建模方式,探讨适合不同领域的建模手段。     

浅谈三维激光扫描技术在建筑物变形测量中的应用

本文介绍了三维激光扫描技术的原理及特点、使用三维激光扫描技术对杭州某学校教学楼进行变形监测的方法以及变形监测数据分析统计,讨论了三维激光扫描技术应用在变形监测领域内的可行性、技术优势和存在的问题。     

基于三维激光扫描技术的土石坝变形监测方法研究

由于土石坝结构复杂、非刚性等特点,受到外力作用时,各个部分变形呈现非线性变化,传统的单点监测存在一些局限性。提出了一种基于三维激光扫描技术的土石坝变形监测方法,将不同时期所采集的序列点云进行绝对定向完成坐标系统一,然后获取一组不同期的点云数据在同一位置处的剖面数据进行对比分析,监测大坝在水平与垂直方向的变形和位移。采用所提出的方法,在郑州市尖岗水库进行了试验,结果表明所提方法精度高,实时性强,能够满足水库大坝变形分析计算的要求。     

基于三维激光扫描技术的树木枝干建模研究

在建筑拆除重建的设计过程中,需考虑对建筑周围的古树进行保护。本文采用三维激光扫描技术,以某古树为实例,对其进行激光扫描。通过点云拼接、分层切片、点云封装,最终建立起树木枝干的三维模型,为建筑设计部门提供数据参考。     

连拱隧道边坡变形的三维监测分析

连拱隧道诱发的滑坡，不但威胁着现场施工人员的安全，还可能使隧道结构出现大量裂缝或者破坏，甚至导致工程整体报废，造成不可挽回的经济、社会损失。以云南元（江）磨（黑）高速公路小曼萨河隧道为例，对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，确定该隧道边坡三维变形的基本模式。边坡变形的三维监测表明：（1）边坡位移三维特征明显，潜在滑面位于隧道以下：（2）边坡向山外（y正方向）方向的位移量最大，主滑方向和隧道洞身斜交，以向山外运动为主，边坡测点总体的运动趋势为向隧道内部和山里转动。在隧道边坡治理中，考虑隧道边坡主滑方向的三维变形特征，取得良好的效果。对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，并将其用于隧道边坡的稳定性分析以及后期治理具有重要的理论意义和实用价值。     

基于3D Mine-ANSYS-FLAC~(3D)软件的三维地质数值建模方法

针对FLAC~(3D)建立复杂三维地质数值模型难度较大的问题,提出了一种快速有效的建模新方法。该方法首先利用3D Mine软件对Auto CAD平面图中的等高线和钻孔数据进行三维可视化操作,并输出为地层实体SAT文件或XY平面上等间距的三维坐标数据,利用自编程序将三维坐标数据转化为ANSYS可以识别的APDL语言文件后生成多个实体模型,经过ANSYS布尔操作、划分网格后利用接口程序导入FLAC~(3D),从而实现直观、快速地创建复杂地质体FLAC~(3D)模型。该方法在四川峨胜石灰石矿山三维地质数值建模中得到了实际应用,结果表明该方法是完全可行和有效的。     

狮子坪电站二古溪1#隧道变形破坏特征及结构荷载反分析研究

“5·12”汶川地震过程中,强烈的地震动效应,导致二古溪1#隧道变形,并出现裂缝等病害。在余震、降水和水库蓄水等诱发因素下,坡体蠕变速率逐渐加剧,坡体出现大变形迹象,从而对坡脚内部二古溪1#隧道造成了强烈的挤压破坏。基于三维激光扫描技术,获取隧道点云影像特征,得到隧道变形量值,测量结果显示隧道最大挤压变形量可达1.08 m。根据变形情况,借助ANSYS有限元计算软件,采用荷载-结构法将衬砌结构离散化,用弹簧来代替围岩的约束作用,从而对结构荷载进行反分析研究。多次重复迭代计算得到坡体深部对衬砌结构荷载大小为：F=16807～23737 kN。同时,依据荷载作用的大小,提出有效的隧道处理方案。     

基于GIS与虚拟现实的三维地质建模方法

 提出一种基于GIS结合虚拟现实建模语言(VRML),实现实时、快速三维地质建模的简化方法。通过调用储存在GIS数据库中的钻孔岩土层信息,利用空间插值技术自动创建模型的侧面贴图,并依据标准格式自动将这些信息输出为VRML脚本。创建的模型可不依赖建模软件平台而独立展示,并可以实现自由旋转、飞行和缩放等功能。依据介绍的设计思路成功研发三维地质建模系统,并运用该系统实现某桥址区的三维地质建模。该方法具有操作简单、建模速度快、人工干预少和可视化交互操作等特点,可以作为工程勘察的辅助决策手段。     

基于BOTDA光纤传感技术的盾构隧道变形感知方法

 盾构隧道横断面收敛变形是评价隧道结构性态的重要指标。由预制管片拼装而成的盾构隧道,接头刚度显著低于管片刚度,因此,其横断面变形主要集中在接头张开及管片转动部位。针对盾构隧道横断面变形特点,提出考虑分布式光纤传感技术空间分辨率的点式固定方法,测量相邻管片接头两侧的相对位移。运用几何学原理,对管片接头张开、管片转动及隧道变形进行分析。通过2组不同轴力下的盾构隧道接头室内原型试验验证该方法,结果表明该方法可以有效感知盾构隧道横断面变形。采用该方法长距离布设光纤,可形成盾构隧道变形感知神经网络,提高监测密度,实现长距离、高密度、高精度、低成本的盾构隧道变形健康监测,从而保证地铁隧道的运营安全。     

城市复杂条件下浅埋大跨双连拱隧道施工变形监测与控制

城市公路隧道一般具有埋深较浅和周围建（构）筑物密集2个主要特点。以南京市九华山隧道施工为例,详细介绍复杂地质条件下城市公路浅埋大跨双连拱隧道施工过程中变形现场监控的项目、方法及手段,对隧道各施工阶段的变形进行监测与分析,并提出控制大变形的工程措施。结果表明：（1）隧道支护结构的变形和稳定时间与所处的地质条件有很大关系,围岩越差,变形越大,稳定时间也越长。（2）软弱地层中,变形存在滞后效应,且变形时间效应比空间效应明显。（3）封闭支护结构是改善结构受力和抑制隧道变形的有效途径,应尽早施作仰拱和形成封闭环。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

不同围岩情况下特大断面公路隧道施工变形监测与控制

 以目前国内规模最大的广州龙头山隧道为背景,详细介绍特大断面公路隧道施工过程中变形现场监测的项目、方法及手段,对洞口边坡及不同围岩情况下的隧道变形规律进行分析,并提出控制大变形的工程措施。研究结果表明：(1) 右导洞上台阶、左导洞下台阶和核心土上台阶开挖引起围岩较大变形,是隧道施工主要控制点;(2) 特大断面隧道围岩变形与洞周半径近似成指数函数关系;(3) 封闭支护结构及对拉锚杆的使用是改善结构受力和抑制隧道变形的有效途径,应尽早施作仰拱以形成封闭环。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

浅埋下穿高速公路黄土隧道管棚变形监测及受力机制分析

 依托郑西客运专线阌乡隧道,开展浅埋大跨黄土隧道长大管棚受力机制的研究。对隧道进入下穿高速公路前的管棚纵向变形进行监测,根据实测结果分析长大管棚在隧道开挖过程中的受力特性与作用机制;建立浅埋暗挖黄土隧道管棚受力的双参数地基梁模型,对长大管棚受力机制进行分析。计算结果与实测结果有较好的一致性。研究结果表明：掌子面前方约15 m处管棚开始受力,掌子面过后约15 m处管棚的受力趋于稳定,管棚的纵向变形总体上呈凹槽形分布,掌子面处管棚受力最大;同时,管棚变形与开挖面位置、开挖进尺、管棚及岩体物性指标等因素有密切关系。研究结果为隧道下穿段管棚工法及施工方案的优化设计提供理论依据,并在下穿段沉降监测中得到验证。     

基于亚像素圆心检测法的变形监测技术

 通过分析当前应用于变形监测的图像处理技术,基于传统的灰度重心法和圆边缘检测法,提出改进的有标点中心定位法--亚像素圆心检测法。为验证其精度,设计对比试验,从标点尺寸、拍摄距离、光源强弱和标点运动状态4个方面,对比分析改进算法相对于传统算法的优越性,并得到改进算法的理论精度。同时,通过研究标点位移的特点,建立基于亚像素圆心检测法的变形监测技术,并设计试验,从拍摄距离、光源强弱、标点运动状态3个方面分析该技术的理论可行性。试验结果表明：有标点亚像素圆心检测法精度较高,在50 m拍摄距离内精度达1 mm(15 cm直径圆);基于该算法的变形监测技术对标点坐标变化敏感,在40 m拍摄距离内,识别误差控制在1.0 mm范围内,在25 m拍摄距离内,误差严格控制在0.5 mm内,可行性强。依托江西省石城-吉安(石吉)线B8标李家寨高边坡,进行现场试验,监测结果显示,监测误差与理论研究结果相符,表明新型监测技术具有较好的工程适用性。经理论研究与实践证明,该算法监测精度高、可行性强、工程适用性强、成本较低、可实时反馈监测信息。     

三维激光扫描技术在高陡边坡地质调查中的应用

三维激光扫描技术的产生是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命,可以广泛应用于工程建设与物体三维测量相关的众多领域,具有高效率、高精度的独特优势。目前,该项技术的应用在国外尚处于起步阶段,国内应用还颇为鲜见,尤其是在地质和岩土工程领域。在对该项技术的总体情况进行简单介绍的基础上,结合工程实例,阐述应用该项技术解决高陡边坡调查中,关于边坡快速编录和岩体结构面参数测量的原理与方法,由此可以看出该项技术在地质和岩土工程领域的应用前景和价值。