【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基坑及边坡，具体是一种基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法。
技术介绍
1、基坑及边坡工程事故具有复杂性、多样性、连锁效应等特点，在出现异常情况时具有突然性，大多是因没有及时预警、报警，丧失最佳抢险时机。基坑及边坡工程关系着生命和财产安全，所以对提高基坑及边坡安全性以及提前预警的技术的需求愈发提高。基坑及边坡工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常需经历多次降雨、周边堆载、振动、开挖、施工不当等许多不利情况，基坑及边坡工程事故大多发生在出现不利情况时，导致其安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。因此，在出现不利情况时，加大对基坑及边坡工程的监测力度，可有效防止基坑工程事故的发生。
2、现有的监测方法往往更加关注基坑或边坡及其支护结构的变形和内力，而一旦监测到基坑或边坡及其支护结构的位移和内力发生了较大变化，就会很快发生工程事故，留给人们响应的时间不多，无法做到真正有效的预警。结合多年对土体性质，土体灾变机理的研究与认知，发现基坑或边坡及其支护结构变形只是表面现象，而引起变形的因素虽然复杂多样，但都有一个共同的特点，就是引发变形的因素其变化时间都早于基坑或边坡及其支护结构变形发生的时间，这个提前变化时间(提前量)是我们监测预警的黄金时间天窗，是基坑及边坡安全防患于未然的良机，找出引发基坑及边坡变形的深层因素，研究其与基坑及边坡变形的关系，提前监测该诱发因素的累计值和变化速率，及早发现问题并发出预警信息，不失为一种防止基坑及边坡工程事故发生的有效方法。
3、专利申请cn
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，从引起基坑及边坡发生变形破坏的深层因素(土体相关参数)出发，对基坑及边坡周围的土体的各项参数进行监测，从而使预警时间更为提前，实现前置预警，能有效降低基坑施工过程中人员伤亡和财产损失；通过自动或者手动设置采集数据的监测频率，在出现监测值较大或者不利情况时可加大监测频率，而在正常情况下又可设置较小的监测频率，这样既可保证监测的准确性和针对性，又能节省监测仪器的电量，实现更持续稳定的监测预警。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，具体包括以下步骤：
4、步骤1：收集基坑或边坡的基本资料，通过工程勘探确定基坑或边坡的最危险滑裂面；
5、步骤2：确定监测项目和监测部位，并在相应监测部位钻孔后人工埋设监测仪器；
6、步骤3：将监测仪器采集的数据通过数据采集器分别传输至计算机和个人移动终端，并在显示屏显示，完成监测数据的采集和传输；
7、步骤4：根据基坑或边坡的基本资料和监测项目的初始值确定耦合安全值k′和根据基坑或边坡的基本资料和监测项目的监测值确定耦合监测值k；
8、步骤5：计算机对步骤3确定的耦合安全值k′和耦合监测值k进行数据处理，将k≧k′作为前置预警条件，执行前置预警程序。
9、步骤1中所述基本资料包括：基坑或边坡类别、基坑或边坡尺寸、地下水位条件、地面荷载、土层分布及各层土体的物理指标。
10、步骤2中所述监测项目包括含水率监测、温度监测、孔隙水压力监测、土应变监测和土压力监测；各监测项目的监测内容包括累计值监测和变化速率监测；
11、步骤2中所述监测部位位于基坑或边坡的最危险滑裂面区；
12、步骤2中所述监测仪器包括土壤温湿度计、孔隙水压力计、土压力计和土应变计。
13、将步骤3中所述数据采集器采集数据的监测频率设置为多级档位，且监测频率可自动设置或者手动设置。
14、所述自动设置采用计算机进行控制，计算机自动根据监测值的大小设置监测频率档位的高低。
15、所述手动设置为技术人员在出现或即将出现包括降雨、周边堆载、振动、开挖、施工不当的不利情况时，在计算机上手动设置高档位的监测频率。
16、所述手动设置的优先级大于自动设置。
17、步骤4中所述耦合安全值k′表达式为：
18、
19、上式(1)中，s为前置预警系数，由设计单位根据基坑或边坡的基本资料给出，1<s<2；ω′为含水率初始值；t′为温度初始值；u′为孔隙水压力初始值；ε′为土应变初始值；p′为土压力初始值；α、β为与基坑或边坡基本资料相关的系数。
20、步骤4中所述耦合监测值k表达式为：
21、
22、上式(2)中，ω为含水率监测值；t为温度监测值；u为孔隙水压力监测值；ε为土应变监测值；p为土压力监测值，α、β为与基坑或边坡基本资料相关的系数。
23、步骤5中所述前置预警程序为：k≧k′时，计算机自动通过包括个人移动终端、广播和警示灯发布预警信息，并通知相关人员执行应急预案。
24、相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
25、(1)本专利技术加入了对基坑及边坡的最危险滑裂面附近土体的含水率、土应变和温度的监测，根据已有研究可知，含水率、土应变和温度对土体强度和稳定性的影响规律已较为明确，并可应用到实际工程中。因此，可通过含水率、土应变和温度来分析和判断基坑及边坡工程的稳定性。土体相对于基坑及边坡对外界因素的变化更加敏感，含水率、温度、孔隙水压力、土应变和土压力作为引起基坑及边坡变形破坏的内部诱因，其数值发生变化的时间要早于基坑或边坡及其支护结构发生变形发生变化的时间，能使预警时间更为提前，以实现真正的前置预警，能有效降低基坑施工过程中人员伤亡和财产损失。
26、(2)本专利技术仅对土体的一些参数如含水率、温度、孔隙水压力、土应变、土压力等进行监测就可实现基坑安全的前置预警，而目前的监测预警方法主要对基坑或边坡的土体变形及支护结构的内力和变形进行监测，相比之下，本专利技术监测的项目大大减少，所需监测仪器也大大减少，在保证预警时间更为提前的同时降低了工程造价，具有良好的经济效益。
27、(3)本专利技术提高建立耦合安全值k′和耦合监测值k，仅需通过二者的对比分析便可做出预警决策，能使工作人员更直观地明确基坑及边坡的安全状况，也能使计算机更快速地作出响应并发布预警信息。
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤1中所述基本资料包括：基坑或边坡类别、基坑或边坡尺寸、地下水位条件、地面荷载、土层分布及各层土体的物理指标。
3.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤2中所述监测项目包括含水率监测、温度监测、孔隙水压力监测、土应变监测和土压力监测；各监测项目的监测内容包括累计值监测和变化速率监测；
4.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，将步骤3中所述数据采集器采集数据的监测频率设置为多级档位，且监测频率可自动设置或者手动设置。
5.根据权利要求4所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，所述自动设置采用计算机进行控制，计算机自动根据监测值的大小设置监测频率档位的高低。
6.根据权利要求4所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，所述手动设置为技术人员在出现或即
7.根据权利要求4所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，所述手动设置的优先级大于自动设置。
8.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤4中所述耦合安全值K′表达式为：
9.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤4中所述耦合监测值K表达式为：
10.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤5中所述前置预警程序为：K≧K′时，计算机自动通过包括个人移动终端、广播和警示灯发布预警信息，并通知相关人员执行应急预案。
...【技术特征摘要】
1.一种基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤1中所述基本资料包括：基坑或边坡类别、基坑或边坡尺寸、地下水位条件、地面荷载、土层分布及各层土体的物理指标。
3.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，步骤2中所述监测项目包括含水率监测、温度监测、孔隙水压力监测、土应变监测和土压力监测；各监测项目的监测内容包括累计值监测和变化速率监测；
4.根据权利要求1所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，将步骤3中所述数据采集器采集数据的监测频率设置为多级档位，且监测频率可自动设置或者手动设置。
5.根据权利要求4所述的基于土体监测的基坑及边坡安全前置预警方法，其特征在于，所述自动设置采用计算机进行控制，计算机自动根据监测值的大小...
【专利技术属性】
技术研发人员：马建勋，庞盼望，罗冬，郭东欣，李文枭，马浩惟，德罗西，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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