[发明专利]一种地基沉降预测系统和沉降预测方法

说明书

本发明提出了一种地基沉降预测系统和沉降预测方法，该系统包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；数据采集模块监测沉降量，并将获取的沉降量通过数据传输模块传输至数据处理模块；数据处理模块构建用于沉降量预测的三维整体模型；并在模型中输入有限元计算初始参数，通过有限元分析模拟沉降量；将模拟沉降量与监测沉降量对比，根据对比的误差调整有限元计算参数，并利用调整后有限元计算参数进行重复模型计算，直至误差小于阈值为匹配的最终计算参数，保存调整后的三维整体模型及最终计算参数，用于变电站场地的沉降预测。基于该系统，还提出了一种地基沉降预测方法。本发明实现对变电站内的主要建筑物进行沉降自动观测和预警。

技术领域

本发明属于地基基础沉降监测技术领域，特别涉及一种地基沉降预测系统和沉降预测方法。

背景技术

根据国家土地利用总体规划，变电站选址遵循节约、集约用地原则，尽量少占耕地、少占基本农田，因此变电站站址条件越来越差，变电站有时被迫需要建设在某些特殊地质的地区。软土地基的变电站越来越多，一些变电站建造在滨海滩涂地带，甚至选择填海建造，站址上部很多情况下为覆盖性冲击层或淤泥层，虽能满足变电站建设承载力需求，但因软土地基压缩性较大，地基易产生不规则沉降，导致变电站内建筑物出现墙体裂缝问题。若变电站选址在半挖半填区域，很容易因地基夯实强度不足而产生沉降；另外，在利用换填法进行不良地基处理时，也会因换填不到位而产生沉降。变电站不良地基的承载力不高，降雨、地质条件以及设备荷载等的综合作用，容易使变电站产生较大的沉降变形或者不均匀沉降问题，严重威胁站内设备的安全稳定运行。虽然变电站内不同建筑物结构彼此独立，但电力设备内各管线之间彼此连接，若地基沉降情况加剧，会影响电力设备与管线连接的稳定性，破坏建筑物结构，引发电力安全事故。

变电站作为整个输变电系统的重要组成部分，随着科技的发展以及设备自动化程度的飞速提高，各种新技术和新设备的不断应用，变电站正朝着无人值守、高度自动化的方向发展。这对保障变电站的整体安全提出了更高的要求。变电站地基沉降，特别是不均匀沉降，会使站内电气设备发生倾斜、地表开裂、电缆沟错位，以至于变电站不能正常运行，影响整个电网的安全可靠供电。为了保证建筑物(配电装置楼)和重要设备基础(主变压器基础、GIS基础等)的正常使用寿命和安全性，并为以后的勘察、设计、施工提供可靠的资料，沉降观测的必要性和重要性愈加明显。目前变电站内的地基基础沉降监测手段主要有人工巡检、视频监控、沉降测量等，主要使用光学经纬仪、光学水准仪等光学仪器，采用的观测方法也主要是水准测量、三角测量以及交会测量等传统测量方式。精密水准测量仪器的测量原理，简而言之就是用水准仪提供的一条水平视线，对前后两根竖直的水准尺进行读数，由已知点高程及两尺的读数差即可得出未知点高程。用水准测量手段实施建筑物的沉降观测，是测量变形体上沉降观测点相对于基准点的高差的周期变化，分析判定建筑物沉降变形的情况。它们的主要优势是相关理论比较成熟，数据精确度高、费用低等，而仪器的局限性也决定了这些观测方式会有劳动强度大、观测周期长、受外界条件限制多等缺点。传统的监测方法存在实时性较差，无法及时发现和消除隐患，或者精度不足，现象特征不明显时较难判断等缺陷，而且具有费时、费力、精度差、效益低等缺点，己无法满足日益增长的建(构)筑物工程施工和运营需要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种地基沉降预测系统和沉降预测方法，利用监测的位移值来反演得到地基沉降的关键参数特征值，使得数值分析计算的结果逼近真实的监测值，从而确定模型的计算参数，从而得到更加精确的预测结果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种地基沉降预测系统，包括：数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；

所述数据采集模块监测数据采集模块安装位置的沉降量，并将获取的所述沉降量通过数据传输模块传输至数据处理模块；