[发明专利]深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警方法与设施

权利要求书

1.一种深基坑力学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，获取其岩土体物理力学参数；

（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，基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC^3D建立深基坑开挖力学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孔隙水压力计；沿围护桩表面安装数个压力盒和数个孔隙水压力计；工字钢支撑两端安装轴力计；现场同步安装声光报警器；采集基坑坡顶以及围护桩周土孔隙水压力、围护桩的侧土压力、工字钢支撑的轴力实时监测数据，并传输到远程监测和数据处理主机，生成数据库文件，深基坑开挖力学稳定性三维数值模型实时调用这些数据； 

（5）深基坑开挖力学稳定性三维数值模型利用得到的最初数组数据完成自我参数修正并给出各参数模型阈值，之后深基坑开挖力学稳定性三维数值模型将采集到的后续实时力学数据与模型参数阈值进行比对，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，实现深基坑力学稳定性远程预警；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；使施工管理相关人员及施工现场的作业人员根据预警信息及时采取相关预防措施，进一步加强施工风险管理。

2.一种深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警设施，包括若干个压力盒，若干个孔隙水压力计与若干个轴力计；其特征在于：还包括依次连接的声光报警器（17）、自动化数据采集仪（2）、GPRS静态数据采集仪（3）、通信发射基站（11）、商用卫星（10）、通信接收基站（16）、互联网（12）及远程计算机（13）；压力盒（1）、孔隙水压力计（18）、轴力计（4）与声光报警器（17）有线连接，声光报警器（17）与自动化数据采集仪（2）有线连接，自动化数据采集仪（2）另一端无线连接GPRS静态数据采集仪（3），GPRS静态数据采集仪（3）、通信发射基站（11）、商用卫星（10）、通信接收基站（16）与互联网（12）之间依次无线信号通讯连接，互联网（12）与远程计算机（13）连接，远程计算机（13）连接有F2003GSMDTU短信模块（14），F2003GSMDTU短信模块（14）与数个手机（15）无线信号通讯连接。

3.如权利要求2所述的一种深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警设施，其特征在于：沿基坑纵向设置若干断面，每个断面按间隔布设一个压力盒（1）和孔隙水压力计（18），各压力盒（1）依次串接，各孔隙水压力计（18）依次串接，依次串接的压力盒（1）组成若干个压力盒（1），依次串接的孔隙水压力计（18）组成多个孔隙水压力计（18）；深基坑坡顶（6）下面至与冠梁（8）深度相当的部位按间隔同步设置一个孔隙水压力计（18），各孔隙水压力计（18）依次串接，依次串接的孔隙水压力计（18）组成数个孔隙水压力计（18）；每个工字钢支撑（7）两端设置一个轴力计（4），两端的轴力计（4）分别依次串接，所有工字钢支撑（7）两端共设置若干个轴力计（4）。

4.如权利要求3所述的一种深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警设施，其特征在于： 若干个孔隙水压力计（18）包括多个孔隙水压力计（18）与数个孔隙水压力计（18）；声光报警器（17）安装在深基坑施工现场作业面。

5.如权利要求4所述的一种深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警设施，其特征在于：若干个压力盒（1）、若干个孔隙水压力计（18）以及若干个轴力计（4）均与一根主线连接，声光报警器（17）连接于主线。

6.如权利要求2至5任意一项所述的一种深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警设施，其特征在于：声光报警器（17）采用ADS-R3串口塔式LED声光报警器。

7.如权利要求6所述的一种深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警设施，其特征在于：远程计算机（13）建立有深基坑开挖力学稳定性三维数值模型以及深基坑三维可视化安全预警平台。