CN117249767A - 基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备 - Google Patents
基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117249767A CN117249767A CN202310935124.8A CN202310935124A CN117249767A CN 117249767 A CN117249767 A CN 117249767A CN 202310935124 A CN202310935124 A CN 202310935124A CN 117249767 A CN117249767 A CN 117249767A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foundation pit
- strain value
- horizontal displacement
- optical cable
- support structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 358
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 280
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 202
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 84
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 25
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/165—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by means of a grating deformed by the object
Abstract
本申请涉及一种基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备。所述系统包括:深层水平位移检测光缆,位于基坑围护结构的工法桩内;顶部水平位移检测光缆,位于基坑围护结构的冠梁顶部,与深层水平位移检测光缆熔接形成回路;应变检测装置,与深层水平位移检测光缆和顶部水平位移检测光缆的回路连接,用于根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移,根据深层水平位移定位得到深层变形区域,根据顶部水平位移定位得到与深层变形区域对应的顶部变形位置,将顶部变形位置在深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。采用本系统能够实现基坑围护结构的全方位检测,提高基坑变形点的定位精度。
Description
技术领域
本申请涉及基坑围护结构监测技术领域,特别是涉及一种基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
近年来,随着我国大力发展高层建筑与城市地下工程,使得建筑深基坑越来越多。而在基坑开挖和施工过程中,易造成地下管线破坏、坑外土体失稳及周边建筑出现沉降甚至开裂等现象。因此,为保证基坑开挖及施工的安全,需要对基坑围护结构进行检测,以及时确定出变形最严重的位置。
目前,工法桩水平位移监测主要有测斜仪监测、光纤监测。测斜仪监测的一般方法为选择合适位置钻孔埋设测斜管,钻孔内沉放测斜管,利用滑动式测斜仪在测斜管导轨上下定长定点测量钻孔内部倾斜位移,从而对工法桩水平位移进行监测;光纤监测的一般方法为将光缆与钢筋笼、型钢、测斜管等结构固定,利用分布式光纤应变传感设备对工法桩水平位移进行监测。
但相关技术的检查方法,要么需要将光缆与测斜管、纵向钢筋、型钢等结构粘接、绑扎在一起,布设方式复杂,受基坑施工工序影响;要么每隔20~30米(m)对工法桩的监测点进行监测,其存在监测盲区,无法对变形较大处进行精准定位。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种布设方式简单且全方位检测的基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面,本申请提供了一种基坑围护结构位移检测系统。所述系统包括:
深层水平位移检测光缆,位于基坑围护结构的工法桩内,用于从垂直方向检测所述基坑围护结构的第一应变值;
顶部水平位移检测光缆,位于所述基坑围护结构的冠梁顶部,与所述深层水平位移检测光缆熔接形成回路,用于从水平方向检测所述基坑围护结构的第二应变值;
应变检测装置,与所述深层水平位移检测光缆和所述顶部水平位移检测光缆的回路连接,用于根据所述第一应变值确定所述基坑围护结构的深层水平位移,根据所述第二应变值确定所述基坑围护结构的顶部水平位移,根据所述深层水平位移定位得到深层变形区域,根据所述顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
在其中一个实施例中,所述应变检测装置为布里渊光纤传感器,所述深层水平位移检测光缆包括:
应力检测段光缆,所述应力检测段光缆在所述工法桩内呈拉伸状态,用于检测与应力对应的应力应变值;
温度检测段光缆,所述温度检测段光缆在所述工法桩内呈松弛状态,用于检测与温度对应的温度应变值;
其中,所述布里渊光纤传感器用于根据所述应力应变值和所述温度应变值,确定所述第一应变值。
在其中一个实施例中,所述布里渊光纤传感器还用于在所述应力检测段光缆与所述温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据所述应力应变值和所述温度应变值的差值确定所述第一应变值。
在其中一个实施例中,温度检测段光缆,分布在所述基坑围护结构的四条边上;
其中,所述布里渊光纤传感器还用于确定所述四条边上的温度检测段光缆的温度应变均值,根据所述应力应变值和所述温度应变均值的差值确定所述第一应变值。
在其中一个实施例中,所述深层水平位移检测光缆包括铠装光缆、滑轮和配重;
所述铠装光缆,与所述滑轮的凹槽固定形成U字型回路;
所述配重,与所述滑轮连接,用于利用配重重力将所述铠装光缆下放至所述工法桩的底部。
在其中一个实施例中,所述顶部水平位移检测光缆沿所述冠梁顶部的纵向受力筋布设,且所述顶部水平位移检测光缆与所述纵向受力筋绑扎。
在其中一个实施例中,所述应变检测装置,还用于获取目标频率级别,利用所述目标频率级别更新数据采集频率,所述目标频率级别是根据气象水文信息和/或基坑重要性等级确定的。
在其中一个实施例中,所述应变检测装置,还用于响应于所述第一应变值和/或所述第二应变值达到预警阈值,生成预警信息,并更新数据采集频率为高频。
第二方面,本申请提供了一种基坑围护结构位移检测方法。所述方法包括:
获取基坑围护结构的第一应变值,所述第一应变值是通过深层水平位移检测光缆从垂直方向检测到的,所述深层水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的工法桩内;
获取所述基坑围护结构的第二应变值,所述第二应变值是通过顶部水平位移检测光缆从水平方向检测得到的,所述顶部水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的冠梁顶部,所述顶部水平位移检测光缆与所述深层水平位移检测光缆熔接形成回路;
根据所述第一应变值确定所述基坑围护结构的深层水平位移;
根据所述第二应变值确定所述基坑围护结构的顶部水平位移;
根据所述深层水平位移定位得到深层变形区域,根据所述顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
在其中一个实施例中,所述获取基坑围护结构的第一应变值,包括:
获取与应力对应的应力应变值,所述应力应变值是通过在所述工法桩内呈拉伸状态的应力检测段光缆检测到的;
获取与温度对应的温度应变值,所述温度应变值是通过在所述工法桩内呈松弛状态的温度检测段光缆检测到的;
根据所述应力应变值和所述温度应变值,确定所述第一应变值。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:
获取气象水文信息;
确定与所述气象水文信息对应的频率级别,利用所述频率级别更新数据采集频率。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:
响应于所述第一应变值和/或所述第二应变值达到预警阈值的结果,生成预警信息,并更新所述数据采集频率为高频。
在其中一个实施例中,所述根据所述应力应变值和所述温度应变值,确定所述第一应变值,包括:
在所述应力检测段光缆与所述温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据所述应力应变值和所述温度应变值的差值确定所述第一应变值。
在其中一个实施例中,所述根据所述应力应变值和所述温度应变值,确定所述第一应变值,包括:
确定分布在所述基坑围护结构的四条边上的温度检测段光缆的温度应变均值,根据所述应力应变值和所述温度应变均值的差值确定所述第一应变值。
第三方面,本申请还提供了一种基坑围护结构位移检测装置。所述装置包括:
第一获取模块,用于获取基坑围护结构的第一应变值,所述第一应变值是通过深层水平位移检测光缆从垂直方向检测到的,所述深层水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的工法桩内;
第二获取模块,用于获取所述基坑围护结构的第二应变值,所述第二应变值是通过顶部水平位移检测光缆从水平方向检测得到的,所述顶部水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的冠梁顶部,所述顶部水平位移检测光缆与所述深层水平位移检测光缆熔接形成回路;
位移确定模块,用于根据所述第一应变值确定所述基坑围护结构的深层水平位移,根据所述第二应变值确定所述基坑围护结构的顶部水平位移;
变形定位模块,用于根据所述深层水平位移定位得到深层变形区域,根据所述顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
第四方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面任一项实施例所述的基坑围护结构位移检测方法。
第五方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面任一项实施例所述的基坑围护结构位移检测方法。
第六方面,本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面任一项实施例所述的基坑围护结构位移检测方法。
上述基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,通过在基坑围护结构的工法桩内布设深层水平位移检测光缆,以从垂直方向检测基坑围护结构的第一应变值,在基坑围护结构的冠梁顶部布设顶部水平位移检测光缆,以从水平方向检测基坑围护结构的第二应变值,将深层水平位移检测光缆与顶部水平位移检测光缆熔接形成回路并与应变检测装置连接,以利用应变检测装置根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移,根据深层水平位移定位得到深层变形区域,根据顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点,能够从水平方向和垂直方向实现对基坑围护结构的全方位检测,从而提高基坑变形点的定位精度。此外,由于本申请提供的基坑围护结构位移检测系统的结构较为简单,无需专业技术人员现场操作,还能够降低布设基坑围护结构位移检测系统所需的人力物力资源。
附图说明
图1为一个实施例中基坑围护结构位移检测系统的示意图;
图2为一个实施例中基坑围护结构位移检测系统的俯视图;
图3为一个实施例中下放深层水平位移检测光缆的示意图;
图4为一个实施例中布设深层水平位移检测光缆的示意图;
图5为另一个实施例中下放深层水平位移检测光缆的示意图;
图6为一个实施例中基坑围护结构位移检测方法的流程示意图;
图7为一个实施例中第一应变值确定步骤的流程示意图;
图8为另一个实施例中基坑围护结构位移检测方法的流程示意图;
图9为一个实施例中基坑围护结构位移检测装置的结构框图;
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
目前,常用的工法桩水平位移监测方式主要有以下两种:
1、测斜仪监测方法:通过选择合适位置钻孔埋设测斜管,钻孔内沉放测斜管,利用滑动式测斜仪在测斜管导轨上下定长定点测量钻孔内部倾斜位移,从而对工法桩水平位移进行监测。但采用该方法监测时需要专业技术人员现场操作,并且无法对基坑围护结构进行全方位监测,自动化水平低,使用成本高。此外,在基坑开挖与施工过程中,钻孔内测斜管易被错断或被挤压变形,监测效果难以保证。
2、光纤监测方法:将光缆与钢筋笼、型钢、测斜管等结构固定,或钻孔将光缆下放至孔底,利用分布式光纤应变传感设备对工法桩水平位移进行监测。但是采用光缆固定的方式监测水平位移时,存在结构复杂,现场操作难度较大,需要与工法桩施工工艺配合,成本较高,难以推广普及的问题。此外,采用将光缆下放至孔底进行监测的方式时,由于只能对有限个钻孔监测点进行深层水平位移监测,且两两钻孔监测点之间一般间隔20到30米,存在监测盲区,无法精确定位基坑变形较大位置。
因此,本申请针对上述现有技术中存在的技术问题进行了改进,提出了一种基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
如图1所示,本申请实施例提供了一种基坑围护结构位移检测系统100,包括深层水平位移检测光缆102、顶部水平位移检测光缆104和应变检测装置106。
其中,深层水平位移检测光缆102可以位于基坑围护结构的工法桩110内。一个示例中,可以通过在工法桩110内钻孔的方式将深层水平位移检测光缆102放入工法桩110内。深层水平位移检测光缆102可以用于从垂直方向检测基坑围护结构深层不同位置的应变情况。
顶部水平位移检测光缆104可以位于基坑围护结构的冠梁120顶部(冠梁是指基坑围护结构中设置在工法桩110顶部的,用于连接多个工法桩110桩基的钢筋混凝土连续梁,用于防止基坑或竖井顶部边缘产生坍塌)。顶部水平位移检测光缆104可以用于从水平方向检测基坑围护结构顶部不同位置的应变情况。
深层水平位移检测光缆102和顶部水平位移检测光缆104均为传感光缆,深层水平位移检测光缆102可以与顶部水平位移检测光缆104熔接、可拆卸连接或者一体成型成串连状态。熔接后的深层水平位移检测光缆102和顶部水平位移检测光缆104可以视为同一根光缆。
应变检测装置106可以与深层水平位移检测光缆102和顶部水平位移检测光缆104连接,用于接收深层水平位移检测光缆102和顶部水平位移检测光缆104检测到的应变数据,并根据应变数据进行分析计算得到对应的水平位移。
水平位移可以表示基坑围护结构某一部位在当前采集时刻下的位置与上一采集时刻下的位置之间在水平方向上的偏移量。
深层变形区域可以表示基坑围护结构深层变形较大的区域。顶部变形位置可以表示基坑围护结构顶部变形最大的位置。
基坑变形点可以用于表示基坑中变形较大的位置。由于基坑围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的水压力和土压力,并将此压力传递到支撑。因此,可以利用基坑围护结构的水平位移来确定基坑的变形情况。譬如,可以将基坑围护结构中水平位移较大的点位与基坑中的位置对应得到基坑变形点。
又由于基坑围护结构在顶部和深层所受应力不同,其产生的形变也不同。利用顶部水平位移和深层水平位移结合来确定最终基坑围护结构对应的基坑最大变形位置,能够减小基坑变形点的定位误差。
可选地,在一些实施例中,应变检测装置106可以为布里渊光纤传感器。
具体地,基坑围护结构中可以包括多个工法桩110,以及连接多个工法桩110的冠梁120。在一个或多个工法桩110中布设有深层水平位移检测光缆102,在冠梁120顶部布设有顶部水平位移检测光缆104,以形成本申请实施例中提供的基坑围护结构位移检测系统100。
基坑围护结构位移检测系统100可以通过深层水平位移检测光缆102从垂直方向上针对所在工法桩110受到的轴向应变进行检测,将检测到的工法桩110的轴向应变峰值作为基坑围护结构深层的与该工法桩110布设点位对应的应变值,也即第一应变值。因此,基坑围护结构位移检测系统100可以通过深层检测光缆102实现针对工法桩110的单点检测。
基坑围护结构位移检测系统100可以通过顶部水平位移检测光缆104从水平方向上针对检测范围内(以光路信号的传播范围确定)的冠梁120所受到的轴向应变进行检测,将检测到的冠梁120的轴向应变作为基坑围护结构顶部的与冠梁120布设点位对应的应变值,也即第二应变值。因此,基坑围护结构位移检测系统100可以通过顶部检测光缆104实现针对冠梁120的多点连续检测。
基坑围护结构位移检测系统100可以通过应变检测装置106获取第一应变值和第二应变值,利用应变与位移之间的数量关系分别对第一应变值和第二应变值进行运算处理,从而得到基坑围护结构的深层水平位移和顶部水平位移。
通过应变检测装置106根据检测到的深层水平位移定位得到深层变形区域。譬如,可以将深层水平位移超过预设位移距离的多个工法桩110之间的区域作为深层变形区域,或者,也可以将深层水平位移最大的工法桩110的布设点作为圆心,以预设距离为半径的区域作为深层变形区域。
通过应变检测装置106根据在深层变形区域正上方的冠梁顶部对应的顶部水平位移,定位得到在深层变形区域正上方的冠梁顶部区域内的顶部水平位移最大的顶部变形位置。根据顶部变形位置对应的二维地理坐标,确定在深层变形区域中的投影点,将顶部变形位置在深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。也即,基坑变形点也可以视为从顶部变形位置向下作垂线与深层变形区域相交得到的点位。
这也使得在利用本申请提供的基坑围护结构位移检测系统时,即使深层水平位移检测光缆的布设点位较少,也能够利用顶部水平位移检测光缆实现较高的基坑变形点确定精度。具有检测光缆布设少但定位精度较高的优点。
可选地,在一些实施例中,当深层水平位移检测光缆102和顶部水平位移检测光缆104熔接形成串连通路后,再与应变检测装置106连接,可以通过应变检测装置106对其进行光路检测。譬如通过应变检测装置106输入测试信号,检测预设时间段后应变检测装置106是否接收到返回的信号,以确认串连通路是否存在损坏或断点。在接收到返回的信号的情况下,利用返回的信号可以计算得到传输损耗。
上述基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,通过在基坑围护结构的工法桩内布设深层水平位移检测光缆102,以从垂直方向检测基坑围护结构的第一应变值,在基坑围护结构的冠梁顶部布设顶部水平位移检测光缆104,以从水平方向检测基坑围护结构的第二应变值,将深层水平位移检测光缆102与顶部水平位移检测光缆104熔接并与应变检测装置106连接,以利用应变检测装置106根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移,根据检测到的深层水平位移的位置定位得到深层变形区域,根据顶部水平位移的位置定位得到与深层变形区域对应的基坑变形点,能够从水平方向和垂直方向实现对基坑围护结构的全方位检测,从而提高基坑变形点的定位精度。此外,由于上述基坑围护结构位移检测系统的结构较为简单,无需专业技术人员现场操作,还能够降低布设基坑围护结构位移检测系统所需的人力物力资源。
在一个实施例中,在基于布里渊散射的应力应变检测中,应变检测装置106可以为布里渊光纤传感器(Brilouin Optical Time-Domain Analysis,简称BODTA)。深层水平位移检测光缆102可以包括应力检测段光缆和温度检测段光缆。深层水平位移检测光缆102的应力检测段光缆在沿竖直方向垂直拉伸状态下,可以实现与被测对象(也就是基坑围护结构的工法桩)的同步形变,其检测到的应变值包括被测对象由于应力作用导致的应力应变值、以及环境温度变化导致的应变值。而深层水平位移检测光缆102的温度检测段光缆在松弛状态下,仅能够检测到环境温度变化导致的应变值。因此,可以将深层水平位移检测光缆102中处于松弛状态下的部分作为温度检测段光缆。
也即,应力检测段光缆在工法桩内呈拉伸状态并最终与基坑围护结构的工法桩的结构紧密贴合,可以用于检测变形和温度变化共同影响产生的应变值。温度检测段光缆在工法桩内呈松弛状态,其不会受到外部的挤压,检测到的应变值仅由环境温度变化引起,可以用于检测与温度对应的温度应变值。进而,将应力检测段光缆检测到的应变值剔除掉温度检测段光缆检测到的应变值便可以得到工法桩变形位移导致的应变值,以用于计算具体的变形位移量。
具体地,由于基坑变形点通常是利用由结构变形产生的轴向应变来确定的。但在深层水平位移检测光缆直接检测得到的实际应变值中除了包含由结构变形造成的轴向应变值之外,还存在由于所处环境温度变化而造成的温度应变值。因此,为提高基坑变形点的确定精度,需要消除所处环境温度变化对应变值检测的影响。
而在预设距离内的检测光缆之间所处环境温度差异一般较小,因此可以通过在与拉伸状态下的应力检测段光缆间隔预设距离内的工法桩中布设松弛状态下的温度检测段光缆,以实现针对应力检测段光缆的温度补偿。
也即,应变检测装置可以通过获取应力检测段光缆检测到的应变值和温度检测段光缆检测到的应变值,通过相减取差值的方式确定工法桩仅由结构变形产生的轴向应变值,也即第一应变值。
本实施例中,通过利用同一根深层水平位移检测光缆中的不同状态下的检测段光缆实现对工法桩的应力监测以及温度检测,能够在测得工法桩微小应变变化值的同时实现对应变检测的温度补偿,从而提高第一应变值的检测精度。此外,本实施例中采用的基坑围护结构位移检测系统与传统技术中需要独立设置多个传感光缆以实现温度补偿的手段相比,还能够避免单独设置温度光缆,从而减小光缆布设成本。
在一个实施例中,温度检测段光缆也可以分布在基坑围护结构的四条边上。
具体地,基坑围护结构位移检测系统可以通过布里渊光纤传感器获取基坑围护结构的每条边上的温度检测光缆检测得到的温度应变值。根据每条边上的温度应变值,确定四条边上的温度应变均值。根据应力检测段光缆检测到的应力应变值以及温度应变均值相减取差值,得到仅与结构变形相关的第一应变值。
本实施例中,通过在基坑围护结构的四条边上分别布设温度检测段光缆,根据四条边上的温度应变均值对应力应变值进行温度补偿,能够提高第一应变值的确定精度。
在一个实施例中,基坑围护结构位移检测系统可以通过布里渊光纤传感器根据应力应变值对应的检测位置以及温度应变值对应的检测位置,确定相应的应力检测段光缆与温度检测段光缆之间的距离。在应力检测段光缆与温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据应力应变值和温度应变值相减取得到的差值确定仅与结构变形相关的第一应变值。
可选地,在一些实施例中,当温度检测段光缆仅在基坑围护结构的每条边上部署有一个时,布里渊光纤传感器可以先通过应力应变值的检测位置确定对应的应力检测段光缆在基坑围护结构中的哪一个侧面上。进而再选取这个侧面上布设的温度检测段光缆作为与应力检测段光缆之间的距离小于预设阈值的温度检测段光缆进行温度补偿。
本实施例中,通过采用与应力段检测光缆距离小于预设阈值处的温度检测段光缆检测得到的温度应变值对应力应变值进行温度补偿,能够提高第一应变值的确定精度。
在一个实施例中,可以通过在工法桩上钻孔的方式布设应力检测段光缆和温度检测段光缆。并将布设应力检测段光缆的钻孔作为应变检测孔,将布设温度检测段光缆的钻孔作为温度检测孔。具体的,应力检测段光缆和温度检测段光缆可以布设在不同的钻孔中,布设温度检测段光缆的温度检测孔不填充水泥砂浆,布设应力检测段光缆的应变检测孔填充水泥砂浆。
如图2所示,提供了一种基坑围护结构位移检测系统200的俯视图,包括:深层水平位移检测光缆202、顶部水平位移检测光缆204、应变检测装置206、温度检测孔210、应变检测孔220、工法桩230、冠梁240和基坑250。其中,多个工法桩230和冠梁240构成对基坑250的基坑围护结构。深层水平位移检测光缆202与顶部水平位移检测光缆204熔接形成串连并与应变检测装置206连接形成检测回路。
具体地,深层水平位移检测光缆202的温度检测段光缆在工法桩230中的温度检测孔210内呈松弛状态,可以用于检测所在工法桩230由于温度变化造成的温度应变值。
深层水平位移检测光缆202的应力检测段光缆在工法桩230中的应变检测孔220内呈拉伸状态,应变检测孔220内填充水泥砂浆等填充物,可以用于检测所在工法桩230由于结构变形和温度变化共同影响导致的应变值。
顶部水平位移检测光缆204可以沿着冠梁240的纵向受力筋布设,且与纵向受力筋绑扎,以跟随其同步变形。
可选地,在一些实施例中,温度检测孔210和应变检测孔220的深度可以与工法桩230的桩长一致,其直径可以为100~150毫米。以使得位于温度检测孔210和应变检测孔220内的深层水平位移检测光缆202可以与工法桩230底部接触。
可选地,在一些实施例中,温度检测孔210的数量可以为多个。应变检测装置206可以利用多个温度检测孔210处检测得到的温度应变值求均值得到温度应变均值。进而可以采用温度应变均值对应力应变值进行温度补偿。
可选地,在一些实施例中,应变检测装置206也可以采用在与应力检测孔220距离小于预设阈值的温度检测孔210处检测得到的温度应变值对该应力检测孔220处检测得到的应力应变值进行温度补偿。
可选地,在一些实施例中,应变检测装置206还可以在多个温度检测孔210检测得到的温度应变值相差较大的情况下。采用与应力检测孔220距离的温度检测孔210检测得到的温度应变值进行温度补偿。在多个温度检测孔210检测得到的温度应变值相差较小的情况下,采用多个温度检测孔210的温度应变均值进行温度补偿。
可选地,在一些实施例中,在布设应力检测段光缆时,还可以向应变检测孔220倒入水泥砂浆,以使得应力检测段光缆固定在拉伸状态,并与所在工法桩230同步协调变形,提高其应变检测的精度。而温度检测段光缆由于无需拉伸,因此,在布设温度检测段光缆时无需回填水泥砂浆。
可选地,在一些实施例中,深层水平位移检测光缆202可以选用能够扭曲的铠装光缆。参照图3所示的方法,在工法桩上钻孔,设置洞口支架。通过洞口支架将铠装光缆放入工法桩内,利用配重将铠装光缆下放至钻孔底部。
可选地,在一些实施例中,如图4所示,深层水平位移检测光缆202的布设间隔可以为15m(米)。譬如,在1#(序号)工法桩中布设有深层水平位移检测光缆202的情况下,可以选取距离1#(序号)工法桩15m的2#工法桩再次布设深层水平位移检测光缆202。同理地,在3#工法桩、4#工法桩、5#工法桩、6#工法桩中布设深层水平位移检测光缆202。而应变检测装置206与深层水平位移检测光缆202和顶部水平位移检测光缆204串接形成的回路中的光缆长度可以大于100m(米),以便于进行位置标定。
可选地,在一些实施例中,当深层水平位移检测光缆202布设完毕后,还可以在温度检测孔210和应变检测孔220处粘贴相应标识,以避免施工过程中破坏光缆。
可选地,在一些实施例中,应变检测装置可以为布里渊光纤传感器(BrilouinOptical Time-Domain Analysis,简称BOTDA)。
本实施例中,通过在工法桩上预留应变检测孔和温度补偿孔,将深层水平位移检测光缆通过应变检测孔和温度补偿孔下放至孔底,能够从垂直方向实时测得基坑围护结构深层应变,并实现对应变检测的温度补偿。通过沿工法桩的冠梁布设顶部水平位移检测光缆,结合深层水平位移检测光缆和顶部水平位移检测光缆,能够对整个基坑围护结构进行全方位监测。同时,可以实现在深层水平位移检测光缆布线较少的情况下,也即,在工法桩检测点位较少的情况下,利用顶部水平位移检测光缆检测得到的冠梁顶部的顶部变形位置辅助定位得到基坑变形点,从而降低基坑围护结构位移检测系统的布设成本。通过采用布里渊光纤传感器作为应变检测装置,相较于传统的检测传感技术而言,能够具有抗电磁干扰、绝缘性能好、耐腐蚀、体积小、质量轻、易组网等优点。此外,由于基于布里渊效应的分布式应变传感技术直接将光缆本身作为传感器,能够实现实时、长期、连续的应变监测。
在一个实施例中,深层水平位移检测光缆可以包括铠装光缆、滑轮和配重。滑轮可以为具有凹槽的槽轮。
其中,铠装光缆可以与滑轮的凹槽配合形成U字型回路。
配重可以与滑轮连接,用于利用配置重力将铠装光缆下放至工法桩底部。
具体地,如图5所示,通过在工法桩510上钻孔,设置洞口支架520。通过洞口支架520将铠装光缆502通过滑轮504和配重506下放至工法桩510底部。可选地,在一些实施例中,滑轮直径可以为5厘米。
本实施例中,通过采用铠装光缆作为检测光缆,将铠装光缆与滑轮的凹槽配合形成U字型回路,在滑轮下方连接配重,能够实现光缆弯曲,简化深层水平位移检测光缆的布设难度,便于检测工法桩内的应变。
在一个实施例中,顶部水平位移检测光缆可以沿冠梁顶部的纵向受力筋布设,且顶部水平位移检测光缆与纵向受力筋绑扎。
具体地,在基坑围护结构的冠梁钢筋绑扎时,可以沿冠梁顶部纵向受力筋布设顶部水平位移检测光缆。并将顶部水平位移检测光缆与冠梁顶部纵向受力筋采用钢丝绑扎,其绑扎间距为2倍箍筋间距。
本实施例中,通过将顶部水平位移检测光缆与纵向受力筋绑扎,进而提升顶部水平位移检测光缆与冠梁的紧密贴合度,可以更好的与冠梁同步变形,能够提高第二应变值的检测精度。
在一个实施例中,应变检测装置还用于获取目标频率级别,利用目标频率级别更新数据采集频率。
其中,目标频率级别可以是根据气象水文信息或基坑重要性等级确定的。目标频率级别可以包括但不仅限于低频、中频、高频。
气象水文信息可以包括但不仅限于降雨参数、风力等级、地震级数等信息中的任一种或多种。
基坑重要性等级可以是用户输入的,或预先配置的。
具体地,应变检测装置可以获取当前位置的气象水文信息和/或基坑重要性等级。
当气象水文信息中的降雨参数满足小雨的降雨量时,确定与气象水文信息对应的目标频率级别为低频。当降雨参数满足中雨的降雨量时,确定与气象水文信息对应的目标频率级别为中频。当降雨参数满足大雨及以上的降雨量时,确定与气象水文信息对应的目标频率级别为高频。
当气象水文信息中的风力等级为5级及以下时,确定目标频率级别为低频。当风力等级为6级~8级时,确定目标频率级别为中频。当风力等级为8级以上时,确定目标频率级别为高频。当地震等级为三级及以下时,确定对应的目标频率级别为中频。当地震等级为三级以上时,确定对应的目标频率级别为高频。当基坑重要性等级定为一级及以上时,在当前数据采集频率对应的频率级别上提高一级作为目标频率级别。
利用目标频率级别更新数据采集频率。譬如,在低频情况下,更新数据采集频率为每隔8小时采集一次数据。在中频情况下,更新数据采集频率为每隔4小时采集一次数据。在高频情况下,更新数据采集频率为实时采集数据。
可选地,在一些实施例中,应变检测装置还可以在以下任一种情况出现时,提高一级数据采集频率:1、基坑土方开挖、底板施工。2、基坑变形超过有关标准。3、基坑拆撑期间。4、监测结果变化速率较大。5、基坑临近河涌。6、基坑开挖后地势较低。7、基坑施工经历雨季时。
可选地,在一些实施例中,当气象水文信息中包括多种信息时,可以将多个信息中最高的频率级别作为与当前气象水文信息对应的频率级别。
可选地,在一些实施例中,当气象水文信息中包括地震级数的情况下,可以持续监测72小时内的应变值,待基坑处于稳定状态后重新判断基坑重要性等级。
可选地,在一些实施例中,当数据采集频率更新完毕后,还可以自动向应变检测装置绑定的用户设备发送与数据采集频率更新操作相关的提醒信息。
本实施例中,通过根据气象水文信息对应的频率级别来更新应变检测装置的数据采集频率,与传统技术中通过额外布置雨量计、全球导航卫星系统监测设备、裂缝监测设备等装置以实现分级响应的技术手段相比,其判定指标更明晰,布设简单成本低,此外还能够实现对基坑的预警。
在一个实施例中,应变检测装置,还用于响应于第一应变值和/或第二应变值达到预警阈值,生成预警信息,并更新数据采集频率为高频。
本实施例中,通过在检测到的应变值超过预警阈值的情况下,自动向应变检测装置绑定的用户设备发送预警信息,并更新数据采集频率为高频,能够提高预警效率,以便于用户及时进行基坑风险评估和加固。
在一个实施例中,如图6所示,提供了一种基于如图1所示的基坑围护结构位移检测系统100的基坑围护结构位移检测方法,包括:
步骤S602,获取基坑围护结构的第一应变值。其中,第一应变值可以是通过深层水平位移检测光缆从垂直方向检测到的,深层水平位移检测光缆位于基坑围护结构的工法桩内。
步骤S604,获取基坑围护结构的第二应变值。第二应变值可以是通过顶部水平位移检测光缆从水平方向检测得到。顶部水平位移检测光缆位于基坑围护结构的冠梁顶部。
其中,第一应变值和第二应变值仅与结构变形产生的轴向应力相关,是光缆结构变形产生的真实应变值。
具体地,基坑围护结构位移检测系统100可以通过应变检测装置106向深层水平位移检测光缆和顶部水平位移检测光缆输入光纤信号,以使得光纤信号经过基坑围护结构的工法桩,经过基坑围护结构的冠梁,最终返回应变检测装置106。通过应变检测装置106对返回的信号进行解调,从而得到基坑围护结构深层与工法桩110布设点位对应的在垂直方向上的第一应变值,以及基坑围护结构顶部与冠梁120检测点位对应的在水平方向上的第二应变值。
步骤S606,根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移。
具体地,由于基坑的开挖卸荷使得原土体的应力被释放,必然会引起基坑围护结构后侧土体的应力重分布,从而使得基坑围护结构的桩体受到侧向土压力进而产生向基坑一侧的侧向弯曲变形。而基坑围护结构的桩体长度较长,一般在基坑的1.5倍深度左右,因此可以将基坑围护结构的桩体(可以包括工法桩和冠梁)简化为弹性细长梁。而基坑围护结构的桩体变形可以简化为梁在分布荷载作用下的变形。参照以下公式可以根据第一应变值确定出基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定出基坑围护结构的顶部水平位移:
其中,x可以表示检测点位置。w(x)可以表示检测点的水平位移。εc可以表示检测点位置处仅于结构变形相关的真实应变值。y可以表示光缆间距。A可以表示与基坑围护结构顶部有关的常数。B可以表示与基坑围护结构底部边界有关的常数。
而基坑围护结构顶部、底部边界条件输入与基坑有无对撑紧密相关。若基坑围护结构的桩体无对撑,可将基坑围护结构的桩体视为悬臂结构,边界条件为固定端端点位移为0和固定端端点转角为0;若基坑围护结构的桩体有对撑,且对撑强度大,端点不发生位移,则可将基坑围护结构的桩体视为简支结构,边界条件为梁的两个端点位移均为0。
而在实际工程中,基坑围护结构上通常会设置有多重对撑,且在桩顶发生变形。此时的顶部边界条件不能直接视为简支梁或悬臂梁,而是需要视为弹簧支座。而实际工程监测系统中一般有全站仪对基坑围护结构的冠梁水平位移进行监测,譬如可以在基坑周围设置基准点,每隔预设时间段记录一次冠梁上的检测点与基准点之间的夹角,从而确定出在该预设时间段内检测点发生的水平位移。此时,可以采用全站仪确定的顶部水平位移代入上述公式以调整常数A和B,进而利用调整后的计算公式修正应变检测装置计算出的深层水平位移。全站仪,即全站型电子测距仪(Electronic Total Station),是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。
步骤S608,根据深层水平位移定位得到深层变形区域,根据顶部水平位移定位得到与深层变形区域对应的顶部变形位置,将顶部变形位置在深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
其中,深层变形区域、顶部变形位置以及基坑变形点的定义可以参照上述实施例中给出的相关说明进行限定。
具体地,基坑围护结构位移检测系统可以通过比较在多个工法桩110布设点位检测得到的深层水平位移的方式,先利用超出预设位移阈值的深层水平位移确定出基坑围护结构中深层变形较大的区域,也即深层变形区域。
进而利用在深层变形区域正上方采集得到的顶部水平位移,定位得到深层变形区域中顶部变形最大的点位,也即顶部变形位置。将深层变形区域中与顶部变形最大的顶部变形位置对应的投影点的位置作为基坑变形点。
上述基坑围护结构位移检测方法中,通过获取基坑围护结构的第一应变值和第二应变值,根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移,进而利用深层水平位移和顶部水平位移定位出基坑变形点,能够从垂直方向和水平方向上实现对基坑围护结构的全方位检测,从而提高基坑变形点的确定精度。
此外,采用上述基坑围护结构位移检测方法时,通过水平位移来定位而不是直接利用应变值进行定位,还能够避免在实际施工场景中,由于工法桩下端固定,但其上端随着冠梁变形而产生水平位移导致的工法桩对应的梁的挠度变化,使其无法视为弹性细长梁进行应变计算时,对基坑变形点定位带来的误差。从而提高基坑围护结构位移检测的精度以及鲁棒性。
在一个实施例中,如图7所示,步骤S602,获取基坑围护结构的第一应变值,包括:
步骤S702,获取与应力对应的应力应变值。
步骤S704,获取与温度对应的温度应变值。
步骤S706,根据应力应变值和温度应变值,确定第一应变值。
其中,应力应变值可以是通过在工法桩内呈拉伸状态的应力检测段光缆检测到的。
温度应变值是可以通过在工法桩内呈松弛状态的温度检测段光缆检测到的。
具体地,基坑围护结构位移检测系统可以参照上述实施例中提供的应变值检测方式,获取与应力对应的应力应变值以及与温度对应的温度应变值。将预设距离内采集到的应力应变值和温度应变值相减得到仅与结构变形相关的第一应变值。
可选地,在一些实施例中,可以参照以下公式确定第一应变值:
ε=εc+εt
εc=ε1-ε2
其中,ε可以用于表征深层水平位移检测光缆检测到的应变值,与温度变化以及工法桩的结构变形相关。εc可以用于表征工法桩内仅与光缆结构变形相关的真实应变值,也即第一应变值。εt可以用于表征工法桩由于温度变化产生的温度应变值。ε1可以用于表征应力检测段光缆检测到的应力应变值。ε2可以用于表征温度检测段光缆检测到的温度应变值。
本实施例中,通过获取应力应变值和温度应变值,利用温度应变值对应力应变值进行温度补偿,得到仅与结构变形相关的第一应变值,能够提高第一应变值的确定精度。
在一个实施例中,步骤S706,根据应力应变值和温度应变值,确定第一应变值,包括:在应力检测段光缆与温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据应力应变值和温度应变值的差值确定第一应变值。
具体地,基坑围护结构位移检测系统可以通过应力应变值对应的检测位置以及温度应变值对应的检测位置,确定相应的应力检测段光缆与温度检测段光缆之间的距离。在确定应力检测段光缆与温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,对应力应变值和温度应变值相减取差值,得到第一应变值。
本实施例中,通过采用与应力检测段光缆距离小于预设阈值的温度检测段光缆检测得到的温度应变值,对应力检测段光缆检测得到的应力应变值进行温度补偿,能够提高第一应变值的确定精度。
在一个实施例中,步骤S706,根据应力应变值和温度应变值,确定第一应变值,包括:确定分布在基坑围护结构的四条边上的温度检测段光缆的温度应变均值,根据应力应变值和温度应变均值的差值确定第一应变值。
具体地,基坑围护结构位移检测系统可以通过获取分布在基坑围护结构四条边上的温度检测段光缆检测得到的温度应变值。利用每条边上的温度应变值求均值得到温度应变均值。采用温度应变均值对应力应变值进行温度补偿,以相减取差值的方式得到第一应变值。
本实施例中,通过采用基坑围护结构中四条边上的温度检测段检测得到的温度应变值确定基坑围护结构的温度应变均值,进而利用温度应变均值对应力应变值进行温度补偿得到第一应变值,能够提高第一应变值的确定精度。
在一个实施例中,基坑围护结构位移检测方法还可以包括:获取目标频率级别,利用目标频率级别更新数据采集频率,目标频率级别是根据气象水文信息或基坑重要性等级确定的。
在一个实施例中,基坑围护结构位移检测方法还可以包括:响应于第一应变值和/或第二应变值达到预警阈值,生成预警信息,并更新数据采集频率为高频。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种基坑围护结构位移检测方法,包括:
步骤S802,获取目标频率级别,利用目标频率级别更新数据采集频率。
步骤S804,获取基坑围护结构的第一应变值和第二应变值,确定是否达到预警阈值。
步骤S806,响应于第一应变值和/或第二应变值达到预警阈值,生成预警信息,并更新数据采集频率为高频。
步骤S808,根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移。
步骤S810,根据深层水平位移定位得到深层变形区域,根据顶部水平位移定位得到与深层变形区域对应的顶部变形位置,将顶部变形位置在深层变形区域内的投影点作为基坑变形点。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其他的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的基坑围护结构位移检测方法的基坑围护结构位移检测装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个基坑围护结构位移检测装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于基坑围护结构位移检测方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图9所示,提供了一种基坑围护结构位移检测装置900,包括:第一获取模块902、第二获取模块904、位移确定模块906和变形定位模块908,其中:
第一获取模块902,用于获取基坑围护结构的第一应变值,第一应变值是通过深层水平位移检测光缆从垂直方向检测到的,深层水平位移检测光缆位于基坑围护结构的工法桩内。
第二获取模块904,用于获取基坑围护结构的第二应变值,第二应变值是通过顶部水平位移检测光缆从水平方向检测得到的,顶部水平位移检测光缆位于基坑围护结构的冠梁顶部,顶部水平位移检测光缆与深层水平位移检测光缆熔接形成回路。
位移确定模块906,用于根据第一应变值确定基坑围护结构的深层水平位移,根据第二应变值确定基坑围护结构的顶部水平位移。
变形定位模块908,用于根据深层水平位移定位得到深层变形区域,根据顶部水平位移定位得到与深层变形区域对应的顶部变形位置,将顶部变形位置在深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
在一个实施例中,第一获取模块902,包括应力检测单元,用于获取与应力对应的应力应变值,应力应变值是通过在工法桩内呈拉伸状态的应力检测段光缆检测到的;温度检测单元,用于获取与温度对应的温度应变值,温度应变值是通过在工法桩内呈松弛状态的温度检测段光缆检测到的;应变确定单元,用于根据应力应变值和温度应变值,确定第一应变值。
在一个实施例中,应变确定单元,还用于在应力检测段光缆与温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据应力应变值和温度应变值的差值确定第一应变值。
在一个实施例中,应变确定单元,还用于确定分布在基坑围护结构的四条边上的温度检测段光缆的温度应变均值,根据应力应变值和温度应变均值的差值确定第一应变值。
在一个实施例中,基坑围护结构位移检测装置900还包括频率调整模块,用于获取目标频率级别,利用目标频率级别更新数据采集频率,目标频率级别是根据气象水文信息或基坑重要性等级确定的。
在一个实施例中,基坑围护结构位移检测装置900还包括阈值预警模块,用于响应于第一应变值和/或第二应变值达到预警阈值,生成预警信息,并更新数据采集频率为高频。
上述基坑围护结构位移检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基坑围护结构位移检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图10中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可以存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其他介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基坑围护结构位移检测系统,其特征在于,所述系统包括:
深层水平位移检测光缆,位于基坑围护结构的工法桩内,用于从垂直方向检测所述基坑围护结构的第一应变值;
顶部水平位移检测光缆,位于所述基坑围护结构的冠梁顶部,与所述深层水平位移检测光缆串连,用于从水平方向检测所述基坑围护结构的第二应变值;
应变检测装置,与所述深层水平位移检测光缆和所述顶部水平位移检测光缆连接形成回路,用于根据所述第一应变值确定所述基坑围护结构的深层水平位移,根据所述第二应变值确定所述基坑围护结构的顶部水平位移,根据所述深层水平位移定位得到深层变形区域,根据所述顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述应变检测装置为布里渊光纤传感器,所述深层水平位移检测光缆包括:
应力检测段光缆,所述应力检测段光缆在所述工法桩内呈拉伸状态,用于检测与应力对应的应力应变值;
温度检测段光缆,所述温度检测段光缆在所述工法桩内呈松弛状态,用于检测与温度对应的温度应变值;
其中,所述布里渊光纤传感器用于根据所述应力应变值和所述温度应变值的差值确定所述第一应变值。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述温度检测段光缆,分布在所述基坑围护结构的四条边上;
其中,所述布里渊光纤传感器还用于确定所述四条边上的温度检测段光缆的温度应变均值,根据所述应力应变值和所述温度应变均值的差值确定所述第一应变值;
或者,
所述布里渊光纤传感器还用于在所述应力检测段光缆与所述温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据所述应力应变值和所述温度应变值的差值确定所述第一应变值。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述应变检测装置还用于获取目标频率级别,利用所述目标频率级别更新数据采集频率,所述目标频率级别根据气象水文信息和/或基坑重要性等级确定;
和/或者,
所述应变检测装置还用于响应于所述第一应变值和/或所述第二应变值达到预警阈值,生成预警信息,并更新所述数据采集频率为高频。
5.一种基坑围护结构位移检测方法,其特征在于,所述方法包括:
获取基坑围护结构的第一应变值,所述第一应变值是通过深层水平位移检测光缆从垂直方向检测到的,所述深层水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的工法桩内;
获取所述基坑围护结构的第二应变值,所述第二应变值是通过顶部水平位移检测光缆从水平方向检测得到的,所述顶部水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的冠梁顶部,所述顶部水平位移检测光缆与所述深层水平位移检测光缆熔接形成回路;
根据所述第一应变值确定所述基坑围护结构的深层水平位移,根据所述第二应变值确定所述基坑围护结构的顶部水平位移;
根据所述深层水平位移定位得到深层变形区域,根据所述顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取基坑围护结构的第一应变值,包括:
获取与应力对应的应力应变值,所述应力应变值是通过在所述工法桩内呈拉伸状态的应力检测段光缆检测到的;
获取与温度对应的温度应变值,所述温度应变值是通过在所述工法桩内呈松弛状态的温度检测段光缆检测到的;
根据所述应力应变值和所述温度应变值,确定所述第一应变值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述应力应变值和所述温度应变值,确定所述第一应变值,包括:
在所述应力检测段光缆与所述温度检测段光缆之间的距离小于预设阈值的情况下,根据所述应力应变值和所述温度应变值的差值确定所述第一应变值;
或者,
确定分布在所述基坑围护结构的四条边上的温度检测段光缆的温度应变均值,根据所述应力应变值和所述温度应变均值的差值确定所述第一应变值。
8.一种基坑围护结构位移检测装置,其特征在于,所述装置包括:
第一获取模块,用于获取基坑围护结构的第一应变值,所述第一应变值是通过深层水平位移检测光缆从垂直方向检测到的,所述深层水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的工法桩内;
第二获取模块,用于获取所述基坑围护结构的第二应变值,所述第二应变值是通过顶部水平位移检测光缆从水平方向检测得到的,所述顶部水平位移检测光缆位于所述基坑围护结构的冠梁顶部,所述顶部水平位移检测光缆与所述深层水平位移检测光缆熔接形成回路;
位移确定模块,用于根据所述第一应变值确定所述基坑围护结构的深层水平位移,根据所述第二应变值确定所述基坑围护结构的顶部水平位移;
变形定位模块,用于根据所述深层水平位移定位得到深层变形区域,根据所述顶部水平位移定位得到与所述深层变形区域对应的顶部变形位置,将所述顶部变形位置在所述深层变形区域中的投影点作为基坑变形点。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求5至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310935124.8A CN117249767A (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310935124.8A CN117249767A (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117249767A true CN117249767A (zh) | 2023-12-19 |
Family
ID=89130242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310935124.8A Pending CN117249767A (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117249767A (zh) |
-
2023
- 2023-07-27 CN CN202310935124.8A patent/CN117249767A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106767476B (zh) | 一种基于全光纤传感网络的边坡稳定性监测和滑坡预警预报方法 | |
CN105547364B (zh) | 路基内部监测的拼接型分布式光纤传感系统 | |
CN106706029B (zh) | 一种面向地下结构施工的土体性能监测装置及其工作方法 | |
CN106894821B (zh) | 一种始发、接收井及顶管施工的监测方法 | |
CN105040667B (zh) | 高填方变形无线远程综合监测系统及安装监测方法 | |
KR101162918B1 (ko) | 경사계를 이용한 지중변위 계측 방법 | |
CN107747936B (zh) | 一种在线监测地下单独空间地表沉降变形的方法 | |
Ha et al. | Development and application of a wireless MEMS-based borehole inclinometer for automated measurement of ground movement | |
CN105806418A (zh) | 一种水库滑坡多场信息现场监测系统及其施工方法 | |
CN110992197B (zh) | 煤矿巷道不规则收敛变形的预警方法及系统 | |
CN105604066A (zh) | 电阻率剖面法在建筑基坑围护结构渗漏水检测中的应用 | |
CN108195346B (zh) | 一种实时监测地下多层次空间地表沉降变形的方法 | |
Xing et al. | Field tests of large-diameter rock-socketed bored piles based on the self-balanced method and their resulting load bearing characteristics | |
CN106959302A (zh) | 一种基于低相干干涉技术的桩体完整性检测系统及方法 | |
CN105928453A (zh) | 基于自适应标距的边坡变形失稳监测系统和方法 | |
CN113802622A (zh) | 一种临近铁路深基坑施工安全监测方法 | |
CN103353611B (zh) | 地下溶洞多方位探测法 | |
CN108050988B (zh) | 一种地下多层次空间地表地下智能实时全过程监测方法 | |
Adamo et al. | Dam safety: use of instrumentation in dams | |
Zhu et al. | Model experimental study of landslides based on combined optical fiber transducer and different types of boreholes | |
JP3041426B1 (ja) | 比抵抗トモグラフィ法によるフィルダム管理システムおよびその管理方法 | |
Fearnhead et al. | Deep excavations: monitoring mechanisms of ground displacement | |
CN117249767A (zh) | 基坑围护结构位移检测系统、方法、装置、计算机设备 | |
CN112187843A (zh) | 一种基于bim深基坑基建风险自动监测的系统和方法 | |
Liu et al. | An automatic monitoring system for the shiplock slope of Wuqiangxi Hydropower Station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |