申请/专利权人：中交隧道工程局有限公司;中国石油大学(华东)

申请日：2021-06-08

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113378269B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.09.28#实质审查的生效;2021.09.10#公开

摘要：一种隧道沉降变形预测方法，包括以下步骤：步骤1：选择监测点，预设沉降变形特征研究装置；步骤2：预测系统初始化设置；步骤3：预测系统进行沉降变形自动监测；步骤4：控制器CPU分析处理监测数据；步骤5：云服务器建立实际沉降变形曲线，生成预测沉降变形曲线。本发明的隧道长期沉降变形‑时间的预测方法，能够监测由多个结构段组成的具有超长线性结构的隧道，测量结果精确度高，且适用范围广。

主权项：1.一种隧道沉降变形预测方法，其特征在于；隧道本体（1）内设置有与地面固定安装的支撑底座（2），所述隧道本体（1）顶部设置有减缓冲击的缓冲管（4），所述缓冲管（4）顶部设置有连接座（3），所述连接座（3）远缓冲管（4）端固定安装有距离传感器（8），所述距离传感器（8）侧面设置有显示器，所述距离传感器（8）侧面滑动连接有滑块（14），所述滑块（14）远位移下端面安装有距离传感器发射端（9），所述距离传感器（8）底部安装有距离传感器接收端（15），所述滑块（14）顶部设置有与隧道本体（1）顶部保持固定的锚钉（13）；所述支撑底座（2）通过固定板（6）与缓冲管（4）连接，所述固定板（6）通过螺杆（5）与支撑底座（2）螺纹连接；所述固定板（6）与缓冲管（4）连接处设置有缓冲垫（7）；所述滑块（14）顶部固定安装有第一连接杆（10），所述第一连接杆（10）内设置有第二连接杆（11），所述第二连接杆（11）与第一连接杆（10）螺纹连接，所述锚钉（13）与第二连接杆（11）转动连接；所述第二连接杆（11）与锚钉（13）连接处设置有连接柱（12），所述连接柱（12）与第二连接杆（11）转动连接，所述连接柱（12）与锚钉（13）底部螺纹连接；还包括有车辆检测器和温度传感器，所述车辆检测器和温度传感器安装于所述隧道本体（1）的内侧顶部；包括以下步骤：步骤1：选择监测点，预设沉降变形特征研究装置；根据隧道的工程地质情况，进行多排及多层的沉降理论计算，得到沉降变形计算曲线，选取沉降变形计算曲线的反弯点及陡降段，作为监测点A；同时，选取任意两个相邻的结构段之间的结构缝的中心线处，作为监测点B；在监测点A和监测点B两处均设置沉降变形特征研究装置，形成多监测线路；步骤2：预测系统初始化设置；预测系统包括有设备模块和电子模块，所述设备模块包括有沉降变形特征研究装置，所述电子模块包括有控制器CPU；预测系统以读取管理文件的方式定义监测周期、监测点A和监测点B的采样周期，以读取数据文件的方式获取监测点A和监测点B的初始绝对位置数值；所有预测系统内部变量、监测点A和监测点B控制状态复位；步骤3：预测系统进行沉降变形自动监测；预测系统控制沉降变形特征研究装置中的距离传感器、车辆检测器和温度传感器分别工作，预测系统根据距离传感器采集的信息计算出监测点A和监测点B的沉降值；根据车辆检测器采集的信息计算出隧道的车流量；根据温度传感器采集的信息计算出隧道各处的温度值；距离传感器、车辆检测器和温度传感器分别自带电源，在无人值守情况下自动采集相关信息，通过Zigbee无线自组网络发送到数据采集模块；步骤4：控制器CPU分析处理监测数据；数据采集模块在无人值守情况下，自动无线接收来自各距离传感器、车辆检测器和温度传感器的监测数据，并将监测数据发送给控制器CPU，控制器CPU将监测数据发送给数据计算模块、数据分析处理模块和SD-RAM存储模块；数据计算模块和数据分析处理模块解译处理后重新封装，将重新封装的监测数据发送给控制器CPU；控制器CPU按照TCPIP协议格式发送给云服务器；步骤5：云服务器建立实际沉降变形曲线，生成预测沉降变形曲线；云服务器在线完成隧道沉降变形监测数据的接收、存储、处理分析，根据沉降值、车流量、温度值和监测时间，建立断面的实际沉降变形曲线，并根据实际沉降变形曲线，预测后期一段时间内的预测沉降变形曲线；再通过GPRS4G5G无线通讯网络，按照TCPIP协议格式，将预测沉降变形曲线数据发送给控制器CPU，控制器CPU将预测沉降变形曲线数据发送给预警监测模块，预警监测模块实时进行预警监测。

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