【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡施工监测。更具体地说，本专利技术涉及一种喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法。
技术介绍
1、喀斯特地貌是指具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，具有地形起伏大，地形复杂的区域特点。在我国经济建设的过程中，在山岭地区修建公路不可避免，危岩崩塌、不稳定斜坡、顺层边坡等问题必须予以重视，做好动态设计和监测工作。边坡结构安全监测一般包括变形监测、应力监测、振动监测和水文监测，目前，针对边坡的各项监测更多的是采用各种独立的仪器获取对应的数据，受地形的影响较大，且需要长期人工测量，效率低，成本高，误差大，只能进行被动的获取数据以分析及预测边坡地形的变化状况，当所处山岭地区喀斯特地貌环境复杂，气候湿润，降水量大的时候，传统的监测方案其监测稳定性、可靠性进一步降低。因此，有必要充分发挥信息化技术手段，减少外业工作的难度，保证检测人员的安全，提高数据采集的可靠性，因地制宜地制定高边坡防护施工监测分析方案。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、本专利技术还有一个目的是提供一种喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，以解决现有技术的边坡防护施工监测方案监测质量差、不能适应喀斯特地貌复杂环境的技术问题。
3、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，包括如下步骤：
4、s1、建立地面gnss基准站，利用无
5、s2、利用边坡三维模型生成边坡三维有限元模型，选取监测系统布设的代表性剖面；
6、s3、基于代表性剖面位置布设监测系统，监测系统包括压力盒、锚杆测力计、锚索测力计、位移计、渗压计及采集器、监控终端，通过采集器获取压力盒、锚杆测力计、锚索测力计、位移计、渗压计的监测数据并发送至监测终端，监测终端上设置报警模块，通过监测系统获取边坡施工前的监测数据作为基准数据；
7、s4、基于基准数据，结合边坡防护施工方案，构建边坡施工理论模型，将边坡内部压力、锚杆应力、锚索应力、边坡位移、边坡倾斜度，边坡内渗透压力作为输出的响应参数类别，通过边坡施工理论模型得到完成施工后所有响应参数的理论输出结果，针对理论输出结果设置数据安全区间；
8、s5、在边坡每一防护施工阶段，通过监测系统获取实时监测数据，将实时监测数据与数据安全区间进行对比，若超出数据安全区间外则通过报警模块预警；
9、s6、将超出数据安全区间的响应参数进行标记，分析原因并对应调整边坡防护施工操作，修正边坡施工理论模型，直至新的理论输出结果在数据安全区间内，再继续下一阶段施工作业，重复操作，直至完成整个边坡防护施工。
10、优选的是，边坡防护施工过程中，包括在边坡上依次施工锚杆及框架梁，对应锚杆施工进行钻孔操作，对应框架梁施工进行挖槽操作，在钻孔及挖槽前先设置基准线、设置钻孔及挖槽边线，通过所述无人机拍摄基准线及边线，作为位置评价基准图，在钻孔或挖槽施工过程中，利用所述无人机拍摄当前锚杆及框架梁的施工形貌图，与位置评价基准图进行对比，以评价结构位置布设是否精准。
11、优选的是，对于步骤s3中的基准数据，利用已设置的所述监测系统收集监测数据，收集时间段包括当季一个完整的连续降雨周期，对收集到的监测数据进行清洗，剔除异常值，补充缺失值，讨论异常值的出现原因，得到检验后的基准数据，若异常值由所述监测系统布设方式或运行状态非正常，则修改所述监测系统中对应仪器的设置位置和/或数量，并重新获取基准数据。
12、优选的是，所述监测系统还包括雨量计、裂缝计、温度计、湿度计，裂缝计用于监测边坡表面的裂缝变化量，在步骤s4中，将雨量、温度、湿度作为边坡施工理论模型的环境特性导入边坡施工理论模型中，裂缝变化量作为输出的响应参数，与其他响应参数类别同步输出，并对应设置裂缝变化量的数据安全区间，在步骤s5中，对裂缝变化量进行监测及预警。
13、优选的是，在所述gnss监测设备的底部固定有防滑垫，防滑垫的下端悬挂设置有速凝胶袋，防滑垫的底部朝向速凝胶袋设置有刺针，刺针能刺破速凝胶袋，刺针突出防滑垫的长度小于悬挂状态下对应位置速凝胶袋与防滑垫的距离，在通过所述无人机释放所述gnss监测设备后，速凝胶袋落到地面在重力作用下破碎、刺针刺破速凝胶袋，使速凝胶与边坡表面接触后凝固粘接。
14、优选的是，所述防滑垫在竖直面内设置为三角形，其中所述防滑垫的底面相对水平面倾斜角度不大于30°，在通过所述无人机释放所述gnss监测设备时，使所述防滑垫的底部高度较低的一侧位于边坡向下倾斜的一侧，以补偿所述gnss监测设备落在边坡上的倾斜程度。
15、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法首先利用无人机携带并投放部署gnss监测设备，替代传统人工在边坡防护施工前期所需进行的工作，可显著提高施工安全性和施工效率，降低人工作业难度，同时，依靠无人机的飞行及拍摄技术结合gnss监测设备实现高精度定位，能快速准确的获得边坡的三维地形数据，建立边坡的三维模型，因地制宜选择所需的监测参数类型，然后通过生成三维有限元模型结合边坡防护施工方案对边坡在施工后的关键地形监测数据进行预测，提前判断施工过程是否会导致安全风险，并且在施工过程中，不断通过监测系统实时获取监测数据与当前的边坡施工理论模型所输出的预测数据进行对比，调整施工方案，重新进行预测，使对施工完成后边坡地形数据状态的预测更准确可靠。
16、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，边坡防护施工过程中，包括在边坡上依次施工锚杆及框架梁，对应锚杆施工进行钻孔操作，对应框架梁施工进行挖槽操作，在钻孔及挖槽前先设置基准线、设置钻孔及挖槽边线，通过所述无人机拍摄基准线及边线，作为位置评价基准图，在钻孔或挖槽施工过程中，利用所述无人机拍摄当前锚杆及框架梁的施工形貌图，与位置评价基准图进行对比，以评价结构位置布设是否精准。
3.如权利要求1所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，对于步骤S3中的基准数据，利用已设置的所述监测系统收集监测数据，收集时间段包括当季一个完整的连续降雨周期，对收集到的监测数据进行清洗，剔除异常值，补充缺失值，讨论异常值的出现原因，得到检验后的基准数据，若异常值由所述监测系统布设方式或运行状态非正常，则修改所述监测系统中对应仪器的设置位置和/或数量，并重新获取基准数据。
4.如权利要求3所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征
5.如权利要求1所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，在所述GNSS监测设备的底部固定有防滑垫，防滑垫的下端悬挂设置有速凝胶袋，防滑垫的底部朝向速凝胶袋设置有刺针，刺针能刺破速凝胶袋，刺针突出防滑垫的长度小于悬挂状态下对应位置速凝胶袋与防滑垫的距离，在通过所述无人机释放所述GNSS监测设备后，速凝胶袋落到地面在重力作用下破碎、刺针刺破速凝胶袋，使速凝胶与边坡表面接触后凝固粘接。
6.如权利要求5所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，所述防滑垫在竖直面内设置为三角形，其中所述防滑垫的底面相对水平面倾斜角度不大于30°，在通过所述无人机释放所述GNSS监测设备时，使所述防滑垫的底部高度较低的一侧位于边坡向下倾斜的一侧，以补偿所述GNSS监测设备落在边坡上的倾斜程度。
...【技术特征摘要】
1.一种喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，边坡防护施工过程中，包括在边坡上依次施工锚杆及框架梁，对应锚杆施工进行钻孔操作，对应框架梁施工进行挖槽操作，在钻孔及挖槽前先设置基准线、设置钻孔及挖槽边线，通过所述无人机拍摄基准线及边线，作为位置评价基准图，在钻孔或挖槽施工过程中，利用所述无人机拍摄当前锚杆及框架梁的施工形貌图，与位置评价基准图进行对比，以评价结构位置布设是否精准。
3.如权利要求1所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，对于步骤s3中的基准数据，利用已设置的所述监测系统收集监测数据，收集时间段包括当季一个完整的连续降雨周期，对收集到的监测数据进行清洗，剔除异常值，补充缺失值，讨论异常值的出现原因，得到检验后的基准数据，若异常值由所述监测系统布设方式或运行状态非正常，则修改所述监测系统中对应仪器的设置位置和/或数量，并重新获取基准数据。
4.如权利要求3所述的喀斯特地貌高边坡防护施工自动监测分析方法，其特征在于，所述监测系统还包括雨量计...
【专利技术属性】
技术研发人员：易超，袁义华，宋娟娟，安文，邹明，郭炜欣，谭黎，王隽夫，于高伟，郭腾腾，孙浩铭，侯代刚，刘东风，袁楚雄，魏嘉，
申请(专利权)人：中铁七局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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