隧道工程變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理.pdf

1、隧道工程因其造價(jià)昂貴、隱蔽性強(qiáng)，對(duì)隧道建設(shè)的質(zhì)量、安全保障以及工程進(jìn)度提出了很高的要求。傳統(tǒng)測(cè)量工作主要用來(lái)指導(dǎo)隧道開(kāi)挖施工作業(yè)及沉降監(jiān)測(cè)，有一定成效但尚不能完全滿足新型盾構(gòu)法施工的技術(shù)需求。新型可編程、伺服型全站儀在測(cè)量精度、自動(dòng)化程度以及后處理軟件方面，對(duì)提供隧道開(kāi)挖后的管片空間姿態(tài)、承受外部載荷后的變形參數(shù)以及運(yùn)營(yíng)期間的變形監(jiān)測(cè)等應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢(shì)。本文結(jié)合上海長(zhǎng)江隧道工程，對(duì)盾構(gòu)法施工隧道的斷面掃描數(shù)據(jù)采集算法、數(shù)據(jù)質(zhì)量模型及變

2、形參數(shù)解算進(jìn)行了較深入的研究。 第1章概述了隧道工程控制測(cè)量的技術(shù)方案和精度指標(biāo)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外隧道變形監(jiān)測(cè)的新技術(shù)進(jìn)展。 第2章中通過(guò)建立隧道斷面通用坐標(biāo)系和斷面掃描的誤差源分析，提出了隧道斷面檢測(cè)的數(shù)學(xué)模型，包括隧道斷面的數(shù)學(xué)表達(dá)形式、掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)以及變形值的精確解算算法。結(jié)合既有測(cè)量數(shù)據(jù)不確定性理論，提出了適用于隧道斷面掃描的數(shù)據(jù)剔除和質(zhì)量控制的基本準(zhǔn)則。通過(guò)高精度的空間橢圓擬合以解算出變形橢圓的空間幾何參數(shù)，獲

3、取隧道斷面承受外部載荷后的變形情況。將穩(wěn)健估計(jì)剔除粗差與橢圓的二次曲線參數(shù)限制條件b2-4ac＜0結(jié)合，給出了基于穩(wěn)健估計(jì)的直接最小二乘橢圓擬合算法并以Matlab語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了該算法。 第3章中通過(guò)建立隧道斷面坐標(biāo)系與工程坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系，采用數(shù)值積分算法實(shí)現(xiàn)了適用于常見(jiàn)道路曲線類型和斷面形式的掃描算法。最后介紹了自主開(kāi)發(fā)的隧道斷面數(shù)據(jù)采集軟件和分析軟件，并采用上海長(zhǎng)興島至浦東越江隧道工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)例計(jì)算表明算法剔除粗差