隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法与系统
专利汇可以提供隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法与系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 基于隧道施工区域地质勘察资料与FLAC3D技术建立施工区域隧道开挖支护体三维应变数值模型；并基于差异进化法建立智能位移反分析模型以及基于VTK商业 软件 系统建立三维 可视化 安全预警平台；由设置在二衬区间的全断面激光 扫描仪 采集隧道支护体 变形 实时监测数据，传输到用户远程计算机，由隧道开挖支护体三维应变数值模型、智能位移反分析模型将得到的实测位移数据，进行差异进化法位移正、反分析，通过可视化安全预警平台展现；并将实测位移值与正、反分析得到的初级支护体变形 阈值 分析，对隧道支护结构的变形 稳定性 分级预警，预警信息以手机短信方式发送至相关人员的手机，完成隧道初级支护体变形稳定性预警，提高了施工安全性。，下面是隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法与系统专利的具体信息内容。
1.一种隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法，其特征在于包括下述步骤：
a.选择被研究隧道作为远程三维数字安全预警系统实施的对象；收集该隧道施工区域围岩工程地质勘察资料，收集室内、外测试数据，收集隧道设计参数信息资料；
b. 以步骤a所得地质勘察资料、测试数据以及隧道设计参数信息资料为依据，由远程
3D
计算机基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC 建立隧道开挖支护体三维应变数值模型；
c.远程计算机基于差异进化算法（Differential Evolution, 简称DE）建立隧道初级支护体智能位移反分析模型；
d.远程计算机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统建立三维可视化安全预警平台；
e.在试作隧道初期支护的同时，安装全断面激光扫描仪，采集隧道初级支护体变形实时监测数据，将初级支护体变形实时监测数据传输并加载到远程计算机建立的隧道开挖支护体三维应变数值模型以及隧道初级支护体智能位移反分析模型；
f.隧道开挖支护体三维应变数值模型以及隧道初级支护体智能位移反分析模型将得到的实测初级支护体变形数据，进行正、反分析，通过三维可视化安全预警平台进行展现；
并将实测变形值与正、反分析得到的初级支护体变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的变形稳定性进行分级预警得到预警信息，所有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管理以及地面管理相关人员的手机，从而完成隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警。
2.如权利要求1所述的一种隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法，其特征在于：步骤e采集的隧道初级支护体变形实时监测数据，通过自动化数据采集仪发送至GPRS静态数据采集仪，再通过GPRS静态数据采集仪附近的通信发射基站发至商用卫星，之后传输到通信接收基站，进入互联网传输到用户远程计算机，并调用隧道开挖支护体三维应变数值模型与隧道初级支护体智能位移反分析模型。
3.一种隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警系统，其特征在于：包括全断面激光扫描仪，依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接全断面激光扫描仪；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。
4.如权利要求3所述的一种隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警系统，其特征在于：全断面激光扫描仪设置在隧道二衬区间相对稳定位置；自动化数据采集仪和GPRS静态数据采集仪设置在隧道二衬区间。
隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法与系统
技术领域
背景技术
发明内容
b. 以步骤a所得地质勘察资料、测试数据以及隧道设计参数信息资料为依据，由远程
3D
计算机基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC 建立隧道开挖支护体三维应变数值模型；
c.远程计算机基于差异进化算法（Differential Evolution, 简称DE）建立隧道初级支护体智能位移反分析模型；
d.远程计算机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统建立三维可视化安全预警平台；
e.在试作隧道初期支护的同时，在隧道相对稳定位置安装全断面激光扫描仪，用于采集隧道支护体变形实时监测数据，并将实时监测数据传输且加载到远程计算机建立的隧道开挖支护体三维应变数值模型以及隧道初级支护体智能位移反分析模型；
f.隧道开挖支护体三维应变数值模型以及隧道初级支护体智能位移反分析模型将得到的实测初级支护体变形数据，进行正、反分析，通过三维可视化安全预警平台进行展现；
并将实测变形值与正、反分析得到的初级支护体变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的变形稳定性进行分级预警，所有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管理以及地面管理相关人员的手机，从而完成隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警。
FLAC 技术建立施工区域隧道开挖支护体三维应变数值模型；并基于差异进化法建立智能位移反分析模型以及基于VTK商业软件系统建立三维可视化安全预警平台；由设置在二衬区间固定位置的全断面激光扫描仪采集隧道支护体变形实时监测数据，并将实时监测数据传输到用户远程计算机，由安装在用户远程计算机的隧道开挖支护体三维应变数值模型、智能位移反分析模型将得到的实测位移数据，进行位移正、反分析，通过可视化安全预警平台进行展现；并将实测位移值与正、反分析得到的初级支护体变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的变形稳定性进行分级预警，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，完成隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警，使施工管理相关人员根据预警信息及时采取预防措施，提高了施工安全性。
附图说明
具体实施方式
以及三维可视化安全预警平台。三维应变数值模型的建立是基于 FLAC 软件以及隧道围岩应变参数；智能位移反分析模型基于差异进化算法；三维可视化安全预警平台基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统。
（2）以步骤（1）所得地质勘察资料、测试数据以及隧道设计参数信息资料为依据，建立预警系统实施对象区域的隧道开挖支护体三维应变数值模型；三维应变数值模型的建立是
3D
基于 FLAC 软件以及隧道围岩压缩模量、泊松比、弹性模量、隧道支护体力学参数等参数； （3）建立隧道初级支护体智能位移反分析模型以及三维可视化安全预警平台；智能位移反分析模型基于差异进化算法；可视化安全预警平台基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统；
（4）隧道施工中，根据初级支护结构选择适当的断面和初期支护同步安装全断面激光扫描仪1，采集隧道支护体变形实时监测数据，并将实时监测数据通过自动化数据采集仪2发送至GPRS静态数据采集仪2，再通过GPRS静态数据采集仪3附近通信发射基站9发至商用卫星8，之后传输到其他通信接收基站14，并进入互联网10传输到用户计算机11并调用隧道开挖支护体三维应变数值模型、隧道初级支护体智能位移反分析模型； （5）由隧道开挖支护体三维应变数值模型、智能位移反分析模型将得到的实测变形数据，进行正、反分析，通过三维可视化安全预警平台进行展现；并将实测位移值与正、反分析得到的初级支护体变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的变形稳定性进行分级预警，预警信息通过和与计算机11连接的F2003GSMDTU短信模块12，以手机短信方式发送至现场施工管理与地面管理相关人员的手机13，从而完成隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警。
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