[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

摘要

本发明基于深基坑岩土体物理力学参数、深基坑区域水文地质工程地质条件及FLAC3D技术，建立施工区域深基坑开挖力学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。通过压力盒、轴力计采集围护桩的侧土压力、工字钢支撑轴力，通过孔隙水压力计采集基坑坡顶和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，深基坑开挖力学稳定性三维数值模型利用最初数组数据完成模型参数修正并将后续实时力学数据与模型参数阈值比对，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FLAC3D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。