深基坑受力稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统

摘要

本发明基于深基坑岩土物理力学参数、深基坑区域水文地质工程地质条件、围护桩设计强度和规格尺寸等参数以及FLAC3D技术，建立施工区域深基坑开挖受力稳定性三维数值模型；基于VTK商业软件系统建立深基坑三维可视化安全预警平台。通过测斜仪、轴力计以及孔隙水压力计采集基坑坡顶和围护桩的水平位移、工字钢支撑轴力以及围护桩周土孔隙水压力实时监测数据，并传输到远程监测和数据处理主机，深基坑开挖受力稳定性三维数值模型将实时力学数据与模型阈值进行比对，通过深基坑三维可视化安全预警平台予以展现并对超警戒参数进行分级安全预警；所有预警信息发送至相关人员的手机，同时，预警信息回传到安装在施工现场作业面的声光报警器进行声、光报警。

主权项

一种深基坑受力稳定性远程智能监测及三维预警方法，包括下述步骤：（1）调查被研究深基坑的区域地层水文地质工程地质条件，收集其岩土体物理力学参数以及围护桩设计强度和规格尺寸等参数；（2）远程监测和数据处理主机基于步骤（1）得到的深基坑区域地层水文地质工程地质条件、该区域岩土体物理力学参数、围护桩设计强度和规格尺寸，基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC3D建立深基坑开挖受力稳定性三维数值模型；（3）远程监测和数据处理主机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统建立深基坑三维可视化安全预警平台；（4）围护桩施工的同时：在基坑坡顶下面至与冠梁深度相当的部位同步设置数个测斜仪与数个孔隙水压力计；沿围护桩表面或围护桩中与桩轴平行同步安装数个测斜仪与数个孔隙水压力计，底部的测斜仪深入桩尖以下，顶部的测斜仪与冠梁上部平齐；工字钢支撑两端安装轴力计；现场同步安装声光报警器；采集基坑坡顶和围护桩的水平位移、工字钢支撑的轴力以及围护桩周土孔隙水压力实时监测数据，并传输到远程监测和数据处理主机，生成数据库文件，深基坑开挖受力稳定性三维数值模型实时调用这些数据； （5）深基坑开挖受力稳定性三维数值模型将得到的实测测斜仪位移数据，进行转换并给出围护桩弯矩、剪力和土压力数据，模型利用得到的最初这些力学数据以及最初孔隙水压力数据完成自我参数修正并给出各参数模型阈值，之后深基坑开挖受力稳定性三维数值模型将采集到的实时力学数据与模型阈值进行比对，通过深基坑三维可视化安全预警平台予以展现并对超警戒参数进行分级安全预警；预警信息通过与计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工与地面管理相关人员的手机，实现深基坑受力稳定性远程预警；同时，预警信息还通过可视化安全预警平台回传到安装在施工现场作业面的声光报警器进行声、光报警，实现现场预警。