土木工程基坑施工监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种土木工程基坑施工监测系统及监测方法，该监测系统包括人机操作模块、数据采集模块、视频数据采集模块、中央处理器、预测分析模块、专家评估模块、物理模型构建模块、虚拟作动器、虚拟传感器、仿真分析模块和报警模块。本系统安全实用，方法便捷，实时有效，避免了基坑施工监测中的安全问题，并且该系统可用于各种施工坏境现场，消除施工过程中的安全信息隐患，有效的检测和管理施工现场，维护施工现场的检测系统的正常运作。

Monitoring system and monitoring method for foundation pit construction of Civil Engineering

The invention discloses a civil engineering construction of foundation pit monitoring system and monitoring method of the monitoring system, including the man-machine operation module, data acquisition module, video data acquisition module, CPU, prediction analysis module, expert evaluation module, physical model, virtual actuator, virtual sensor, simulation analysis module and alarm module. This system is safe and practical, convenient and effective method, real-time, avoiding safety monitoring in foundation pit construction, and the system can be used for various construction site environment, eliminating the information security risks in the construction process, effective detection and management of construction site, maintain the normal operation of detection system of construction site.

【技术实现步骤摘要】
土木工程基坑施工监测系统及监测方法
本专利技术涉及建筑基坑监测系统，具体涉及一种土木工程基坑施工监测系统及监测方法。
技术介绍
随着城市建设的快速房展，地铁、超高层建筑和高铁工程车站等深基坑施工项目越来越多。深基坑在开挖过程中，会引起支护结构内力和位移以及深基坑内外土体的变形，这不仅危及深基坑本身，而且还会危及周边建筑物，容易引发重大事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡，因此开发深基坑变形稳定性的监控预警系统具有十分重要的意义。同时，现有的基坑施工监测数据均通过有线网或者GPRS、3G等无线方式传输，大大提高了整个系统架设所需要的成本和时间，同时一旦数据较差便会造成数据传输的失败，使得监控缺乏连续性，从而使得整个监测过程的精确度大大降低。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种建土木工程基坑施工监测系统及监测方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：土木工程基坑施工监测系统，包括：人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据；数据采集模块，用于基坑围护桩水平位移数据、围护桩顶部沉降数据、基坑地下水位数据、基坑周围地表沉降数据和基坑地下岩土物性数据、围护本文档来自技高网...

【技术保护点】
土木工程基坑施工监测系统，其特征在于，包括：人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据；数据采集模块，用于基坑围护桩水平位移数据、围护桩顶部沉降数据、基坑地下水位数据、基坑周围地表沉降数据和基坑地下岩土物性数据、围护桩受力数据、基坑坑底回弹数据以及基坑土壤内压力数据的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器；视频数据采集模块，用于通过架设在基坑实时变形监测点周围的数字摄影机进行高分辨率现场变形图像数据以及基坑环境图像数据的采集，将采集到的图像数据发送到中央处理器；中央处理器，用于接收数据采集模块、视频数据采集模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗信息进行标记后...

【技术特征摘要】
1.土木工程基坑施工监测系统，其特征在于，包括：人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据；数据采集模块，用于基坑围护桩水平位移数据、围护桩顶部沉降数据、基坑地下水位数据、基坑周围地表沉降数据和基坑地下岩土物性数据、围护桩受力数据、基坑坑底回弹数据以及基坑土壤内压力数据的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器；视频数据采集模块，用于通过架设在基坑实时变形监测点周围的数字摄影机进行高分辨率现场变形图像数据以及基坑环境图像数据的采集，将采集到的图像数据发送到中央处理器；中央处理器，用于接收数据采集模块、视频数据采集模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗信息进行标记后发送到数据库进行储存，将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块；还用于将将完成标记的数据转换成物理模型构建模块所能识别的数据格式发送到物理模型构建模块；用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；预测分析模块，用于根据接收到的数据采集模块以及变形监测图像进行建筑变形情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；专家评估模块，用于储存各类典型的基坑围护桩水平位移数据、围护桩顶部沉降数据、基坑地下水位数据、基坑周围地表沉降数据和基坑地下岩土物性数据、围护桩受力数据、基坑坑底回弹数据以及基坑土壤内压力数据及其所可能带来的建筑安全隐患模型，用于将接收到的中央处理器发送的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；物理模型构建模块，用于采用FLAC3D技术根据中央处理器所发送的数据和控制命令生成各种物理模型；虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行物理模型的分解、切割、放大和缩小；虚拟传感器，为在物理模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；仿真分析模块，用于输入可以分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数、算法，并将输入参数、算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到指定的物理模型元素上；在仿真模拟的过程中，虚拟作动器通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据；报警模块，通过VTK技术与中央处理器建立数据交换关系的深基坑工作人员手机以及深基坑现场安置的声光报警器。2.根据权利要求1所述的土木工程基坑施工监测系统，其特征在于，所述预测分析模块包括：图形绘制模块，用于绘制并监测根据所述监测数据得出的各种曲线图；对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪丽，李华志，
申请(专利权)人：西安航空学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61