基于GB-InSAR技术的水电工程高边坡变形监测

为解决大型水电工程复杂边坡表面变形监测存在的监测范围受地形限制、设备安装运维成本高、点位布设易遗漏等问题,采用地基合成孔径雷达(SAR)干涉测量技术(GB-InSAR),开展水电工程地质条件复杂的百米级高边坡表面变形三维非接触实时监测。首先将合成孔径雷达架设于所需监测边坡对岸,设定监测数据采集频率和监测预警值;然后构建一种基于三维激光扫描技术的改进雷达数据降噪模型,智能化判断和筛查现场异常数据;最后采用数据解缠和变形分析获取变形监测结果,通过云端服务器和人工智能算法,实时查询监测区域的历史形变及位移数据。结果表明：较传统监测技术,采用非接触式监测技术具有分辨率高、自动化程度高、受地形等条件限制少、有效识别和穿透掩盖物等优点;可实现短时间内识别亚毫米级的变形;建立的雷达数据降噪模型可提升监测数据的可视性、有效性和可靠性。     

基于无人机摄影测量的尾矿坝边坡表面变形监测

为弥补传统基于GPS/GNSS的单点监测方式无法反映尾矿坝整体变形的局限性,提出1种结合坝坡现有位移监测系统的无人机尾矿坝边坡表面变形监测方法.利用单镜头轻小型多旋翼无人机和计算机视觉技术对尾矿坝的空间三维地理信息进行数据采集与重建;基于设置在坝坡表面的位移人工监测点(水泥桩)对多期尾矿坝点云数据进行配准;通过对不同时...     

以三维激光扫描技术监测边坡的稳定性

通过三维激光扫描仪对露天矿山高陡边坡进行连续扫描,获取矿山边坡坐标信息,为边坡的监测提供可靠的动态数据。利用边坡表面位移可视化分析软件对数据进行分析,掌握边坡变形趋势,找出边坡表面位移变化原因,对边坡灾害预警具有重要意义。     

基于激光扫描和无人机倾斜摄影的露天采场安全监测应用北大核心CSCD

为解决露天采场安全监测中观测困难、效率低下等问题,结合引用三维激光扫描和无人机倾斜摄影等三维测量技术开展露天采场安全监测融合应用研究。通过应用研究表明:2类技术结合应用可实现露天采场生产环境信息完整三维数据采集;通过统一控制点坐标系和基于点云特征点的迭代最临近点配准算法(ICP)可有效融合2类点云数据,能构建高时效、高精度、高分辨率的采场三维点云模型;融合的三维模型能直观再现采场生产环境,多尺度精准监测安全隐患问题,有效辅助采场生产安全规划;该技术方案弥补了人工安全监测缺陷,提高了安全监测效率,可适用于矿山尾矿库、水电大坝等其他危险源安全监测应用。     

尾矿坝边坡失稳判据研究

为避免尾矿库失稳破坏所带来的巨大损失和灾难,依据尾矿坝边坡破坏特征,将坝体边坡的破坏全过程分为连续的变形阶段和非连续的滑动阶段。建立相应的数学模型,采用蠕变理论及李雅普诺夫函数法分析尾矿坝边坡变形、滑动过程的稳定性,提出尾矿坝边坡失稳的加速度判据,得出滑动过程位移解析解。运用FLAC3D对山西某尾矿坝边坡进行计算,得到安全系数为1.67,边坡稳定;通过坝体边坡表面某点位移监测曲线可以看出ü<0,采用加速度判据可得此边坡稳定,与数值模拟结论相同。     

基于激光扫描和无人机倾斜摄影的露天采场安全监测应用

为解决露天采场安全监测中观测困难、效率低下等问题,结合引用三维激光扫描和无人机倾斜摄影等三维测量技术开展露天采场安全监测融合应用研究。通过应用研究表明:2类技术结合应用可实现露天采场生产环境信息完整三维数据采集;通过统一控制点坐标系和基于点云特征点的迭代最临近点配准算法（ICP）可有效融合2类点云数据,能构建高时效、高精度、高分辨率的采场三维点云模型;融合的三维模型能直观再现采场生产环境,多尺度精准监测安全隐患问题,有效辅助采场生产安全规划;该技术方案弥补了人工安全监测缺陷,提高了安全监测效率,可适用于矿山尾矿库、水电大坝等其他危险源安全监测应用。     

基于地基合成孔径边坡雷达监测技术的卡若拉冰川变形规律研究

为分析卡若拉冰川的稳定性情况,从而得出其变形基本规律,通过边坡雷达对卡若拉冰川在线监测147 d,基于合成孔径雷达差分干涉测量技术获取被测区域变形信息,采用无人机对卡若拉冰川东、西冰舌进行了航测,获取卡若拉冰川表面影像数据和数字高程模型,将SAR图像与地形数据进行几何映射三维匹配。结果表明：卡若拉冰川总体的变形形态呈条纹状,即较大变形带由下而上交替出现,东、西冰舌均有较大的变形值,且分布范围大;水文气象环境是影响卡若拉冰川变形的主控因素;重点监测区域1是相对危险区域,易发生局部小面积垮塌。将边坡雷达用于冰川监测在国内尚无先例,研究成果将有助于填补我国边坡雷达在冰川监测领域的空白,为后续研究冰川表面变形规律和机理积累宝贵经验。     

基于三维点云的车辆残余变形求解

为提高事故车辆车身残余变形的测量速度及精度,采用三维激光扫描技术分别获取事故车及原型车的点云数据,利用改进的最近点迭代(ICP)算法配准原型车身与已变形车身2者间相同部件的点云;就变形部位对原型车和变形车进行比较,得到变形轮廓和基准线轮廓,并按照6点法求得残余变形。结果表明,用改进ICP算法能够较大提升处理效率;利用点云数据所得残余变形量较手工方法更客观准确。     

高陡边坡三维实体变形预测的研究

从高陡边坡变形预测的机理出发,综合考虑三维点变形之间的相互影响以及变形的时间效应。根据三维实体变形预测理论,利用Matlab编制变形预测程序,建立了高陡边坡三维实体变形模型。结合实际工程监测资料,回归出相应的参数,并进行后续变形预测。结果表明,预测值与实际监测值相接近,相对误差在4%以内,由此为滑坡预警和安全生产提供了依据。     

边坡雷达在矿区边坡监测区域的应用分析

国外某一露天矿山,工程地质和水文地质条件极其复杂,导致边坡稳定性变差,不利于传统边坡监测设备的安装和应用。鉴于边坡雷达(Slope Stability Radar,SSR)的优点,本矿区引进SSR边坡雷达对该矿区边坡进行全天候不间断的监测。运用采集到的边坡雷达扫描图像对矿区边坡进行风险等级划分,通过位移值和位移速率的变化曲线判断矿区边坡的稳定性,从而有效指导生产决策部门根据边坡危险程度制定防治措施。该技术丰富了边坡监测技术领域,为边坡监测提供了更多可选择的技术和方法。     

堆积体边坡渐进性破坏的随机模型

为精确模拟堆积体边坡变形破坏过程,根据堆积体所固有的非连续性、非均质性、各向异性等特点,以及边坡变形破坏的渐进性特征,采用改进的有限单元法(FEM)对堆积体边坡进行模拟。考虑堆积体边坡从连续位移函数到不连续位移函数的突变。破裂发生前,用连续位移函数进行计算;破裂发生后,引入不连续位移函数。研究结果表明,破裂面上不同点的安全系数(FOS)是不同的,但都随着破坏过程而降低。同时,可以得出不同非均匀程度下安全系数的概率分布。     

边坡位移的EEMD-PSO-ELM模型预测方法

为解决边坡变形位移预测难度大的问题,利用北斗监测系统获取边坡位移数据,引入集合经验模态分解(EEMD)法、粒子群优化(PSO)和极限学习机(ELM),建立边坡位移预测的EEMDPSO-ELM模型;以攀钢集团石灰石矿5号监测点为例,对原始数据小波去噪,采用EEMD法将位移时间序列分解为波动项位移和趋势项位移;利用PSO-ELM优化模型预测下一时段位移,叠加2项位移预测结果,得到边坡累计位移预测值,并对比分析预测结果。结果表明:EEMD-PSO-ELM模型位移预测方法的平均相对误差(MRE)为0. 15%,均方根误差(RMSE)为0. 03,拟合优度为0. 999 9,该模型具有一定的精确性和适用性。     

共同管沟深基坑现场变形监测与数值模拟分析

为了分析共同管沟深基坑边坡的变形规律及其对邻近建筑物的影响作用,以三星深基坑工程为例,采用数值模拟分析并进行现场变形监测验证。结果表明:降水措施对深基坑开挖引起的水平位移作用不大,而对竖向位移作用较大;随着深基坑开挖深度的不断加大,边坡土体的水平位移和竖向位移总体呈现增大的趋势,最大水平位移值表现为从坡脚向坡脚上方移动;原地下水位线以上所开挖边坡的最大竖向位移都发生在坡脚处,采用降水措施后,原地下水位线以下所开挖边坡的最大竖向位移出现在原地下水位附近。现场变形监测与数值模拟计算结果吻合度较高,说明土体参数的选取合理。研究成果可提升城市共同管沟深基坑建设安全设计及施工水平、降低工程风险损失。     

临近深基坑的高边坡稳定性动态监测及险情分析

结合工程实例对由基坑与边坡组成的复杂体系的变形特征及支护结构工作特性进行了研究.周边环境复杂的基坑采用桩锚支护结构,局部采用土钉墙;基坑南面侧壁紧邻高边坡,边坡支护结构采用锚喷体系,在基坑开挖过程中监测基坑支护结构顶部水平位移、深层土体位移以及锚索轴力,并重点监测边坡变形和锚索拉力.结果表明,桩锚支护结构能有效控制基坑变形,在基坑开挖过程中锚索轴力呈现波动增加或减小.降雨会导致边坡锚索轴力增加,相邻锚索张拉可导致锚索预应力损失达10%以上.在开挖过程中边坡某些部位多次出现变形过大并导致边坡出现险情.在分析研究结果的基础上提出了抢险及加固方案.     

基于概率统计的土石混合体边坡可靠度分析方法

为确切描述边坡实际状态,更准确评估边坡稳定性,提出一种基于概率统计的边坡可靠度分析方法。该方法考虑土石混合体边坡平均强度的不确定性和强度在空间上的变异性,综合利用蒙特卡罗方法和连续非连续单元法(CDEM)计算评估边坡可靠程度;将坡体表面的相对位移量作为基本指标,从定性和定量2个方面确定边坡的失稳标准;通过分析一个典型的土石混合体边坡,获得边坡在不同强度分布和强度等级下的可靠度,并结合一个实例对文中方法的有效性进行验证。结果表明:边坡强度的分布特性对边坡的变形失稳结果有较大影响,利用基于概率统计的可靠度分析方法可建立边坡稳定性与岩土材料强度特性的关系。     

基于三维激光数据的车辆碰撞角度估算模型

为定量分析道路交通事故中车辆的碰撞角度,根据胡克定律中质点位移量与受力的力学方程,构建碰撞角度与碰撞变形区域的形变量及法向量之间的数学关联模型,并提出适用于交通事故碰撞曲面法向量求解的曲面重构方法,最终建立交通事故中车辆碰撞角度的估算模型。为验证模型的正确性,进行多角度碰撞试验,根据表面碰撞前后的三维激光点云数据及提出的曲面重构算法,计算各点变形量及法向量,并代入模型验证其有效性。验证结果表明,实际碰撞角度为30~90°时,模型计算误差小于6°。     

矿山尾矿库多技术融合安全监测运用研究

为解决当前国内尾矿库安全监测效率低、危险评价难以量化等实际问题,以尾矿库日常安全监管工作需求为切入口,率先结合高分遥感、无人机航拍以及三维激光扫描等技术,从天地一体化的观测角度对尾矿库进行病害监测分析,开展尾矿库溃决泥石流灾害数值模拟,实现尾矿库监测-评价-预防系统性的安全量化评估,建立多技术融合的矿山尾矿库安全监测及危险评价技术体系;并通过攀枝花万年沟尾矿库进行实证分析,验证矿山尾矿库多技术融合安全监测方法的有效性。结果表明,用该技术手段能够提高矿山尾矿库安全监测效率。     

含地下采空区岩质边坡的施工过程数值分析

为研究含地下采空区的岩质边坡在施工过程中的各种响应与稳定性,采用SURPAC建立某磷矿的三维地质模型。在边坡坡顶、坡角与采空区四周布置应力与位移监测点。利用接口程序将三维模型导入FLAC3D,计算露天边坡开挖过程中监测点的应力与位移。计算结果表明:坡顶与坡角水平位移与竖向反弹位移随着边坡开挖的进行越来越大,但每步开挖完成后新增的反弹位移越来越小,这与每步开挖的卸载量大小有关。坡顶监测点处于拉应力状态,坡角监测点处于压剪应力状态,在监测点所在位置开挖时,压应力显著变大。地下空区的开挖过程对空区的竖向位移与应力有极大影响,最大主应力在每步开挖完成时突然增加,且增幅很大。建议在施工过程中,加强对采空区与边坡坡顶及坡脚的位移与应力的量测,以确保施工安全。     

大型露天矿山采场边坡安全分析与对策

正本文借助FLAC~(3D)数值模拟分析软件,通过建立大型露天矿山采场边坡的概化模型,来研究该边坡在不同开采阶段的应力应变问题,并提出维护边坡安全、稳定的建议措施。矿山边坡在开挖过程中将引发周边岩体的应力重新分布,并伴随一定的位移。分析边坡因开挖引起周边岩体的应力、位移变化规律,有助于准确判断边坡在开挖后的稳定与否。但传统的经验分析及理论计算难以     

“矿山边坡合成孔径雷达监测预警系统(S-SAR)研制”通过验收

<正>2015年3月20日,由中国安全生产科学研究院承担的北京市科技计划项目"矿山边坡合成孔径雷达监测预警系统(S-SAR)研制"验收会在北京召开。专家组对项目成果给予了较高的评价,认为项目已完成了任务书规定的内容及要求,达到验收标准,项目验收成果在矿山边坡领域具有先进性、创新性和可操作性,一致同意通过项目验收,并希望北京市科学技术委员会继续支持后续工作。边坡位移监测合成孔径雷达系统(S-SAR)是中国安