隧道施工塌方远程三维数字安全预警方法与系统

摘要

本发明基于隧道施工区域地质勘察资料与FLAC3D技术建立施工区域隧道开挖三维应变数值模型；并基于差异进化法建立智能位移反分析模型以及基于VTK商业软件系统建立三维可视化安全预警平台。采集隧道初始收敛位移实时监测数据，并将实时监测数据传输到用户计算机，由隧道开挖三维应变数值模型、智能位移反分析模型将得到的实测位移数据，进行差异进化法位移正、反分析，通过可视化安全预警平台进行展现；并将实测位移值与正、反分析得到的围岩收敛变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的变形稳定性进行分级预警，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，完成隧道施工塌方远程三维数字安全预警。

主权项

一种隧道施工塌方远程三维数字安全预警方法，其特征在于包括下述步骤：a.选择被研究隧道作为远程三维数字安全预警系统实施的对象；收集该隧道施工区域围岩工程地质勘察资料，室内、外测试数据，收集隧道设计参数信息资料；b. 以步骤a所得地质勘察资料、测试数据以及隧道设计参数信息资料为依据，由远程计算机基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC3D建立隧道开挖三维应变数值模型；c.远程计算机基于差异进化算法即Differential Evolution建立隧道智能位移反分析模型；d.远程计算机基于VTK即Visualization Toolkit商业软件系统建立三维可视可视化安全预警平台；e.在试作隧道初期支护的同时，安装静力水准仪于隧道拱顶，安装多点位移计于隧道拱腰，采集围岩初始收敛变形实时监测数据，将围岩收敛变形实时监测数据传输并加载到远程计算机建立的隧道开挖三维应变数值模型以及隧道智能位移反分析模型；f.隧道开挖三维应变数值模型以及隧道智能位移反分析模型将得到的实测围岩收敛变形数据，进行正、反分析，通过三维可视可视化安全预警平台进行展现；并将实测变形值与正、反分析得到的围岩收敛变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的变形稳定性进行分级预警得到预警信息，所有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管理以及地面管理相关人员的手机，从而完成隧道施工塌方远程三维数字安全预警。