CN116580536B - 一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法及装置，通过检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；根据所述侧压信号，进而确定侧压差分数据集合并提取侧压差分数据特征；当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，根据所述限压井流量值与所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；最后根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息；本申请由于提前确定渗透流量与限压井流量达到平衡时的肥槽水位并预警，减少了建筑物地下结构抗浮水位预警的时间延迟，实现了建筑物地下结构抗浮的提前预警。
Description
技术领域
本申请涉及地下结构抗浮技术领域，更具体的说，本申请涉及一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法及装置。
背景技术
近年来，地下结构上浮事故频繁发生，大量案例表明，地下结构上浮问题不仅出现在地下水位较高的基坑中，当地下结构地基为弱透水土层时，在地下结构底板和外壁形成后，会在肥槽内部形成水盆效应，即使地下水位较低，在短时间的降雨后，由于肥槽回填土施工质量的影响，地下结构底板短时间内所受浮力水头甚至能够达到室外地坪高度，巨大的水头差会导致建筑物地下结构底板上拱起并产生裂缝，从而造成人员财产伤亡。
目前，现有技术中是直接采集建筑物地下结构底板位置的水压，在水压超过预警阈值时向建筑物控制中心发送预警信号，但一方面肥槽回填土堆积，直接检测地下结构底板位置的水压难度大、成本高，另外一方面，检测底板水压过高后发送预警信号，同时存在传感器检测和预警信号发送上的时间延迟，而且设置预警阈值时要留出很高的安全裕量，否则容易在预警信号未来得及传输时就出现安全事故。
发明内容
本申请提供一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法及装置，以解决现有技术中，抗浮水位预警时存在时间延迟的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法，包括如下步骤：
检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；
根据所述侧压信号，确定所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合，进而提取所述侧压差分数据集合的数据特征，得到侧压差分数据特征；
当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，检测地下结构中限压井流量值，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；
根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息。
在一些实施例中，根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数可包括：
由历史抗浮水位信号集合，得到抗浮水位预测信号；
根据所述抗浮水位预测信号和所述抗浮水位信号，确定抗浮水位报警特征矩阵；
根据所述抗浮水位报警特征矩阵，确定所述建筑物地下结构的预警系数。
在一些实施例中，根据所述抗浮水位报警特征矩阵，确定所述建筑物地下结构的预警系数具体包括：
根据所述抗浮水位报警特征矩阵对应的行列式，获得抗浮水位报警特征行列式；
对所述抗浮水位报警特征行列式进行求值，得到所述建筑物地下结构的预警系数。
在一些实施例中，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号可包括：
根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，得到渗透流量；
根据所述渗透流量和所述限压井流量值的平衡关系，确定所述限压井在平衡状态时单位面积内承受水压，得到限压井平衡水压值；
由所述限压井平衡水压值，确定达到平衡时的肥槽水位，进而得到建筑物地下结构的抗浮水位信号。
在一些实施例中，抗浮水位信号可通过下式确定：
其中，为所述抗浮水位信号，/>为所述限压井平衡水压值，/>为雨水密度，/>为当地重力加速度，/>为底板所使用的钢筋混凝土容重，/>为地下结构底板厚度。
在一些实施例中，可通过水压传感器检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号。
在一些实施例中，可通过位于限压井管道的流量传感器检测水流量，得到限压井流量值。
第二方面，本申请提供一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警装置，括有抗浮水位预警单元，所述抗浮水位预警单元可包括：
侧压信号检测模块，用于检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；
侧压差分数据特征确定模块，用于根据所述侧压信号，确定所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合，进而提取所述侧压差分数据集合的数据特征，得到侧压差分数据特征；
抗浮水位信号确定模块，用于当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，检测地下结构中限压井流量值，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；
预警处理模块，用于根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法。
本申请公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请提供的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法及装置中，首先通过检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号，进而根据所述侧压信号，确定侧压差分数据集合并提取侧压差分数据特征；当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；最后根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息；通过上述方式提前确定渗透流量与限压井流量达到平衡时的肥槽水位并预警，减少了建筑物地下结构抗浮水位预警的时间延迟，实现了建筑物地下结构抗浮的提前预警。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法的示例性流程图；
图2是根据本申请一些实施例所示的抗浮水位预警单元的示例性硬件和/或软件的示意图；
图3是本申请施例提供的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请核心是通过检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；进而根据所述侧压信号，确定侧压差分数据集合并提取侧压差分数据特征；当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；最后根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；通过上述方式可提前确定渗透流量与限压井流量达到平衡时的肥槽水位并预警，减少了建筑物地下结构抗浮水位预警的时间延迟，实现了建筑物地下结构抗浮的提前预警。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。参考图1，该图是根据本申请一些实施例所示的一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法的示例性流程图，该用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法100主要包括如下步骤：
在步骤S101，检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号。
建筑物地下结构指的是建筑物中低于地坪标高的部分建筑结构，例如建筑物的地下室，由于降雨会引发位于地下结构侧面的肥槽积水，即，在降雨后，地表水由地下室外墙与支护结构之间的肥槽回填土汇入，肥槽中水位最高可上升至室外地坪高度，因而肥槽周围的弱透水土层会形成一个大水盆，水盆效应会导致地下结构底板上下侧存在巨大水头差，造成地下结构出现底板开裂或上浮，引发安全事故，因此需要对建筑物地下结构做好抗浮预警，在地下水位的浮力造成破坏之前进行处理，避免事故发生，在一些实施例中，可以通过水压传感器检测建筑物地下结构的侧面水压，从而获得侧压信号，也可以通过其他可以采集水压信号的装置或设备进行检测，这里不做限定。
另外，需要说明的，位于建筑物地下结构侧面的水压传感器采集连续一段时间的水压值，从而获得连续的侧压信号；所述侧压信号为肥槽积水后在建筑物地下结构侧面检测得到的水压信号，因此可以反映地下结构所处的肥槽水位信息，需要说明的，所述肥槽水位为建筑物地下结构底板与肥槽积水水面的铅直高度差，因此，在一些实施例中，也可以将所述建筑物地下结构底板视为零高度平面，将所述肥槽积水水面的铅直高度作为所述肥槽水位，在具体实现时，当建筑物地下结构底板直接设置水压传感器进行检测存在技术困难时，可以通过水压传感器检测建筑物地下结构的侧面水压从而获得侧压信号，进而求取所述侧压信号在不同采样间隔中的差分值，从而了解肥槽水位的变化情况。
在步骤S102，根据所述侧压信号，确定所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合；进而提取所述侧压差分数据集合的数据特征，得到侧压差分数据特征。
例如，在一些实施例中，可以通过对所述侧压信号进行等间隔采样，从而将所述侧压信号的连续信号转化为离散序列，进而求取所述离散序列的一阶中心差分序列，将所述一阶中心差分序列中的元素作为所述侧压差分数据集合中的元素。
具体实现时，在一些实施例中，获取所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合过程可以通过下式表示，即：
其中，为侧压信号转换的离散序列，具体实现时，可以通过对所述侧压信号等间隔采样得到，/>为采样次数，/>为所述离散序列中第三个侧压信号数据，所述离散序列中其余侧压信号数据的下标具有相似含义，/>为所述侧压差分数据集合，/>为所述侧压差分数据集合中第三个数据元素，所述侧压差分数据集合中其余数据元素的下标具有相似含义，/>为辅助说明的中间变量。
需要说明的，所述离散序列和所述侧压差分数据集合的排列顺序基于时序，其中，为最近一次采样时刻时的侧压信号值，即，位于建筑物地下结构侧面的水压传感器最近一次采样时刻测量得到的水压值。
由于侧压差分数据特征反映了地表水由地下室外墙与支护结构之间的肥槽回填土渗透入肥槽的速度，所述侧压差分数据特征越大，地表水渗透进入肥槽的速度越快，在一些实施例中，可以将所述侧压差分数据集合的最大值作为所述侧压差分数据特征，从而在暴雨天气地表水由地下室外墙与支护结构之间的肥槽回填土汇入速度过快时，启动抗浮水位预警。
在步骤S103，当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，检测地下结构中限压井流量值，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号。
在一些实施例中，可通过位于限压井管道的流量传感器检测水流量，得到限压井流量值，当侧压差分数据特征低于预设的阈值时，不进行抗浮水位预警；需要说明的，侧压差分数据特征可以在一定程度上反映肥槽水位变化情况，当侧压差分数据高于预设阈值时，说明水压变化超出正常范围，需要评估地下室由于肥槽积水引起水头差造成工程事故的可能，进而根据评估结果，向建筑管理中心发出安全信号或是预警信号，通过建筑管理中心对可能出现的安全事故提前发出处理指令，例如，打开备用的排水阀进行泄压等，从而达到降低人员财产伤亡的目的。
需要说明的，所述限压井流量值为所述建筑物地下结构中底板装载的限压井的管道流量值，所述限压井为工程中常用的一种通过对积水进行疏导从而实现抗浮目的的设施，用于在地下建筑底板存在上升浮力时，通过底板上下压强差进行排水限压，防止建筑物地下结构的底板两端存在过大压强导致底板上拱或开裂，由于其主要原理为通过底板承受水压从而打开限压井管道排水，因此限压井管道在未达到其最大流量时，其开度与底板承受的水压力有关，因此排水量与地下结构底板承受的水压力正相关。
需要说明的，所述抗浮水位信号为限压井的排水量与外界渗透水量达到平衡时的肥槽水位，此时肥槽水位不再变化，具体实现时，假定单位时间内外界渗透入肥槽的水量（渗透流量）不变，在肥槽水位较低时由于限压井承受水压较小，限压井的排水量低于外界渗透水量，肥槽水位上升，最终将存在限压井的排水量与外界渗透水量达到平衡时的平衡状态，此时肥槽水位不再变化，因此，可将平衡时的肥槽水位作为所述抗浮水位信号。
在一些实施例中，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号可以采用下述方式，即：
根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，得到渗透流量；
根据所述渗透流量和所述限压井流量值的平衡关系，确定所述限压井在平衡状态时单位面积内承受水压，得到限压井平衡水压值；
由所述限压井平衡水压值，确定达到平衡时的肥槽水位，得到建筑物地下结构的抗浮水位信号。
需要说明的，所述渗透流量为单位时间内外界渗透入肥槽的水量，在一些实施例中，由于渗透流量主要是暴雨天气中，雨水由地下室外墙与支护结构之间的肥槽回填土汇入引发积水，因此在一定时间内的渗透流量大致相等，可以根据限压井排出积水的流量和肥槽积水增加量确定所述渗透流量，优选的，在一些实施例中，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，得到渗透流量可以由下式表示：
其中，为渗透流量，/>为限压井流量值，/>侧压差分数据集合中最后一个数据元素，/>为肥槽在铅直方向上的截面积，/>为雨水密度。
假定限压井在工作过程中未达到最大流量，其开度与单位面积作用在其上的水压呈线性关系，在所述渗透流量与所述限压井流量值达到平衡时，限压井单位面积内受到的水压力，即平衡水压值可由下式计算：
其中，为平衡水压值，/>为限压井流量值，/>为侧压差分数据集合中最后一个数据元素，/>为肥槽在铅直方向上的截面积，/>为雨水密度，/>为预设好的平衡水压比例系数，具体大小与所述限压井连接的底板跨中最大挠度有关。
所述抗浮水位信号为所述渗透流量与所述限压井流量值达到平衡时的肥槽水位，在一些实施例中，由于肥槽水位越高，作用于底板的水压力越大，因此可以根据所述平衡水压值，确定达到平衡时的肥槽水位高度，优选的，在一些实施例中，达到平衡时的肥槽水位，即抗浮水位信号可以通过下式确定：
其中，为所述抗浮水位信号，/>为所述平衡水压值，/>为雨水密度，/>为当地重力加速度，/>为底板所使用的钢筋混凝土容重，可通过查表获取，/>为地下结构底板厚度。
需要说明的，所述抗浮水位信号为所述渗透流量与所述限压井流量值达到平衡时的肥槽水位，当检测得到抗浮水位信号过高时，在未达到平衡前就会因过高的水头差造成的浮力水压，引起建筑物地下结构底板上拱或开裂，危及人员财产安全，因此，通过提前确定所述抗浮水位信号，进而根据抗浮水位信号对建筑控制中心发送预警信号，从而能够在肥槽水位较低时确定抗浮水位信号（平衡时的肥槽水位），并根据该抗浮水位信号提前发出预警，降低抗浮水位预警的延迟时间。
另外需要说明的，由于地基缝隙的存在，地基高度难以被确定，并且建筑物地下结构受到的浮力仅与底板与水面高度差有关，因此，在一些实施例中，在考察所述肥槽水位时，可以将所述建筑物地下结构底板高度作为零高度的参照物，从而检测肥槽积水水面高度作为所述肥槽水位。
在步骤S104，根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息。
具体实现时，在一些实施例中，根据所述抗浮水位信号，确定所述地下结构的预警系数可采用下述方式，即：
由历史抗浮水位信号集合，得到抗浮水位预测信号；
根据所述抗浮水位预测信号和抗浮水位信号，得到抗浮水位报警特征矩阵；
根据所述抗浮水位报警特征矩阵，确定所述建筑物地下结构的预警系数。
需要说明的，在一些实施例中，由历史抗浮水位信号集合，得到抗浮水位预测信号可通过下述方式实现，即：
绘制历史抗浮水位信号集合的时间序列图；
建立所述历史抗浮水位信号的时间序列图的自回归移动平均模型；
根据所述自回归移动模型，预测得到抗浮水位预测信号。
需要说明，所述历史抗浮水位信号集合为过去一段时间内确定的抗浮水位信号构成的集合，所述历史抗浮水位信号集合中每一个抗浮水位信号对应所述侧压信号的一个采样时刻，通过不同采样时刻得到的侧压信号值确定相应的抗浮水位信号，由于暴雨天气中降雨量的时刻变化，抗浮水位信号不断波动，因此，在一些实施例中，可以将基于过去一段时间内不同的抗浮水位信号，对下一时刻的抗浮水位信号进行预测，从而减少雨水渗透的不确定性对抗浮水位预警的影响，提高抗浮水位预警的可信度；其中，对下一时刻的抗浮水位信号进行预测可以采用现有技术，例如，先建立所述抗浮水位信号的时间序列的自回归移动平均模型，从而将历史抗浮水位信号集合中的抗浮水位信号带入所述自回归移动平均模型，得到下一时刻的抗浮水位信号。
具体实现时，首先，可以根据历史抗浮水位信号集合中过去一段时间内采样时刻对应的抗浮水位信号，绘制历史抗浮水位信号的时间序列图，时间序列图的横坐标对应不同时刻的采样周期，优选的，时间序列图的横坐标也可以是采样的次数；进而可以对所述历史抗浮水位信号集合的时间序列图进行指数转换，消除所述时间序列图中方差随时间变化的趋势。
其次，根据历史抗浮水位信号的时间序列图，绘制抗浮水位信号的自相关系数图，其中，所述自相关系数图的横轴为滞后期数，纵轴为自相关系数的值。绘制抗浮水位信号的偏自相关系数图，其中，所述偏自相关系数图横轴为滞后期数，纵轴为偏自相关系数的值。
最后，根据自相关系数图和偏自相关系数图的特征，可以初步确定模型的阶数和系数的取值范围，例如，可以绘制自相关系数图，观察自相关系数是否在一定阶数后呈现出截尾的特征，如果在某个阶数后自相关系数急剧下降并保持在0附近，则可以初步确定自回归模型的阶数，而绘制偏自相关系数图，观察偏自相关系数是否在一定阶数后呈现出截尾的特征，如果在某个阶数后偏自相关系数急剧下降并保持在0附近，则可以初步确定移动平均模型的阶数。
具体实现时，可以先根据自相关系数图，找到最后一个显著的自相关系数，这是自相关模型的阶数，例如，如果自相关系数图中最后一个显著的自相关系数在3阶处，则自相关模型的阶数为3；进而根据偏自相关系数图，找到最后一个显著的偏自相关系数，这是移动平均模型的阶数，例如，如果偏自相关系数图中最后一个显著的偏自相关系数在2阶处，则移动平均模型的阶数为2；最后根据自相关系数图和偏自相关系数图，确定自回归移动平均模型的阶数(p,q)，例如，如果自相关系数图和偏自相关系数图都在3阶后衰减至零，则自回归移动平均模型的阶数为(3,3)；进而根据所述自回归移动平均模型的阶数，选取合适的参数建立历史抗浮水位信号的自回归移动平均模型，将历史抗浮水位信号带入所述自回归移动平均模型，得到下一时刻的抗浮水位信号，将所述下一时刻的抗浮水位信号作为所述抗浮水位预警信号。
具体实现时，例如，可以采用最小二乘法对模型自回归和移动平均过程进行参数估计和显著性检验，在一些实施例中，显著性检验的检验水准为0.05，最后根据施瓦兹贝叶斯准则选取最适合的自回归移动平均模型参数，从而确定最终的抗浮水位信号的自回归移动平均模型。
在一些实施例中，所述抗浮水位报警特征矩阵可以是一个对角矩阵，所述对角矩阵中的第一抗浮水位报警特征和第二抗浮水位报警特征分别由所述抗浮水位信号和所述抗浮水位预测信号构成，具体实现时，所述抗浮水位报警特征矩阵可以由下式表示：
其中，为所述抗浮水位报警特征矩阵，/>为抗浮水位信号，无量纲，/>为所述抗浮水位预测信号，无量纲。
需要说明，位于所述抗浮水位报警特征矩阵中作为第一抗浮水位报警特征的抗浮水位信号为最近一个采样时刻对应的抗浮水位信号，具体实现时，可以根据所述侧压差分数据集合中最后一个数据元素确定渗透流量，进而根据渗透流量确定抗浮水位信号作为所述第一抗浮水位报警特征。
在一些实施例中，所述建筑物地下结构的预警系数可通过下述方式确定：
根据所述抗浮水位报警特征矩阵对应的行列式，获得抗浮水位报警特征行列式；对所述抗浮水位报警特征行列式进行求值，得到所述建筑物地下结构的预警系数，具体实现时，可以将所述抗浮水位报警特征矩阵的行列式的值作为所述预警系数。
需要说明的，所述报警阈值可以依据历史经验标定；在另外一些实施例中，预设的报警阈值也可以依据底板单位面积内能承受的最大压力确定，例如，所述报警阈值可以根据下式确定：
其中，为报警阈值，/>为所述建筑物地下结构的底板比压，/>为雨水密度，/>为当地重力加速度，/>为安全系数，标定为1.5到2.0。
另外，本申请的另一方面，在一些实施例中，本申请提供一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警装置，该装置包括有抗浮水位预警单元，参考图2，该图是根据本申请一些实施例所示的抗浮水位预警单元的示例性硬件和/或软件的示意图，该抗浮水位预警单元200包括：侧压信号检测模块201、侧压差分数据特征确定模块202、抗浮水位信号确定模块203和预警处理模块204，分别说明如下：
侧压信号检测模块201，本申请中侧压信号检测模块201主要用于检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；
侧压差分数据特征确定模块202，本申请中侧压差分数据特征确定模块202主要用于根据所述侧压信号，确定所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合，进而提取所述侧压差分数据集合的数据特征，得到侧压差分数据特征；
抗浮水位信号确定模块203，本申请中抗浮水位信号确定模块203主要用于当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，检测地下结构中限压井流量值，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；
预警处理模块204，本申请中预警处理模块204主要用于根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息。
另外，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法。
在一些实施例中，参考图3，该图是本申请施例提供的一种实现于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法的计算机设备的结构示意图。上述实施例中用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法可以通过图3所示的计算机设备来实现,，该计算机设备包括至少一个处理器301、通信总线302、存储器303以及至少一个通信接口304。
处理器301可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请中用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法的执行。
通信总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器303可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only Memory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器303可以是独立存在，通过通信总线302与处理器301相连接。存储器303也可以和处理器301集成在一起。
其中，存储器303用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中抗浮水位信号的确定可以通过处理器301以及存储器303中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。
通信接口304，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑 (personaldigital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。
另外，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法。
综上，本申请实施例公开的用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法及装置中，首先通过检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；进而根据所述侧压信号，确定侧压差分数据集合并提取侧压差分数据特征；当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，根据所述限压井流量值与所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；最后根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息；通过上述方式提前确定渗透流量与限压井流量达到平衡时的肥槽水位并预警，减少了建筑物地下结构抗浮水位预警的时间延迟，实现了建筑物地下结构抗浮的提前预警。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；
根据所述侧压信号，确定所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合，进而提取所述侧压差分数据集合的数据特征，得到侧压差分数据特征；
当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，检测地下结构中限压井流量值，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；
根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息；
其中，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号包括：
根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，得到渗透流量；
根据所述渗透流量和所述限压井流量值的平衡关系，确定所述限压井在平衡状态时单位面积内承受水压，得到限压井平衡水压值；
由所述限压井平衡水压值，确定达到平衡时的肥槽水位，进而得到建筑物地下结构的抗浮水位信号；
根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，得到渗透流量由下式表示：
其中，/>为渗透流量，/>为限压井流量值，/>为侧压差分数据集合中最后一个数据元素，/>为肥槽在铅直方向上的截面积，/>为雨水密度；
平衡水压值由下式确定：
其中，/>为平衡水压值，/>为限压井流量值，/>为侧压差分数据集合中最后一个数据元素，/>为肥槽在铅直方向上的截面积，/>为雨水密度，/>为平衡水压比例系数；
抗浮水位信号通过下式确定：
其中，/>为所述抗浮水位信号，/>为所述限压井平衡水压值，/>为雨水密度，/>为当地重力加速度，/>为底板所使用的钢筋混凝土容重，/>为地下结构底板厚度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数包括：
由历史抗浮水位信号集合，得到抗浮水位预测信号；
根据所述抗浮水位预测信号和所述抗浮水位信号，确定抗浮水位报警特征矩阵；
根据所述抗浮水位报警特征矩阵，确定所述建筑物地下结构的预警系数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述抗浮水位报警特征矩阵，确定所述建筑物地下结构的预警系数具体包括：
根据所述抗浮水位报警特征矩阵对应的行列式，获得抗浮水位报警特征行列式；
对所述抗浮水位报警特征行列式进行求值，得到所述建筑物地下结构的预警系数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过水压传感器检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过位于限压井管道的流量传感器检测水流量，得到限压井流量值。
6.一种用于建筑物地下结构抗浮水位的预警装置，其采用权利要求1所述的方法进行预警，其特征在于，该用于建筑物地下结构抗浮水位的预警装置包括有抗浮水位预警单元，所述抗浮水位预警单元包括：
侧压信号检测模块，用于检测建筑物地下结构的侧面水压，获得侧压信号；
侧压差分数据特征确定模块，用于根据所述侧压信号，确定所述建筑物地下结构的侧面水压的侧压差分数据集合，进而提取所述侧压差分数据集合的数据特征，得到侧压差分数据特征；
抗浮水位信号确定模块，用于当所述侧压差分数据特征高于预设的阈值时，检测地下结构中限压井流量值，根据所述限压井流量值和所述侧压差分数据集合，确定所述建筑物地下结构的抗浮水位信号；
预警处理模块，用于根据所述抗浮水位信号，确定所述建筑物地下结构的预警系数，当所述预警系数低于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出安全信息；当所述预警系数高于预设的报警阈值时，向建筑物控制中心发出预警信息。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行如权利要求1至5任一项所述用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述用于建筑物地下结构抗浮水位的预警方法。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101860872B1 (ko) * | 2017-09-26 | 2018-05-28 | 덕산메카시스 주식회사 | 건물 침수 재난 예방시스템 |
| KR101949214B1 (ko) * | 2018-09-07 | 2019-05-21 | 지에스이앤씨(주) | 건축집수정을 활용하여 지하수위를 측정하는 배수시스템 |
| KR101985540B1 (ko) * | 2019-01-09 | 2019-06-03 | 장용익 | 승강 건축구조 |
| CN112101778A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 湖南大学 | 一种预警方法、系统、装置和存储介质 |
| CN112268996A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-26 | 广东省地质建设工程勘察院 | 一种地质环境监测装置及监测方法 |
| CN112376594A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 深圳市天健(集团)股份有限公司 | 用于抗浮预警的智能化水压监测设备 |
| CN218469965U (zh) * | 2022-05-17 | 2023-02-10 | 广东省地质建设工程勘察院 | 一种基坑自动化抽水试验监测装置 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101860872B1 (ko) * | 2017-09-26 | 2018-05-28 | 덕산메카시스 주식회사 | 건물 침수 재난 예방시스템 |
| KR101949214B1 (ko) * | 2018-09-07 | 2019-05-21 | 지에스이앤씨(주) | 건축집수정을 활용하여 지하수위를 측정하는 배수시스템 |
| KR101985540B1 (ko) * | 2019-01-09 | 2019-06-03 | 장용익 | 승강 건축구조 |
| CN112101778A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 湖南大学 | 一种预警方法、系统、装置和存储介质 |
| CN112268996A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-26 | 广东省地质建设工程勘察院 | 一种地质环境监测装置及监测方法 |
| CN112376594A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 深圳市天健(集团)股份有限公司 | 用于抗浮预警的智能化水压监测设备 |
| CN218469965U (zh) * | 2022-05-17 | 2023-02-10 | 广东省地质建设工程勘察院 | 一种基坑自动化抽水试验监测装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《the design and test on anti floating anchorage of large substructure in coastal region》;JQ jia;《Chinese Jounal of Geotechnical Engineering》;全文 * |
| 建筑物抗浮力学特性与设计方案的分析;田微;;山西建筑(第05期);全文 * |
| 紧邻地铁基坑支护工程设计;王建华，吴厚信，周宏益，左新明;探矿工程(岩土钻掘工程);第38卷(第11期);全文 * |
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