[发明专利]一种基于自适应二次积分的地铁隧道沉降变形监测方法

说明书

一种基于自适应二次积分的地铁隧道沉降变形监测方法，包括以下步骤：步骤1，根据边界条件，构造沉降变形量关于应变量和位置点的二次积分公式，对二次积分公式进行求导，得出修正因子；步骤2，根据验证位置点的应变量，利用二次积分公式，计算出验证位置点的沉降变形量，并与验证位置点的实际沉降变形量进行比较，计算出验证位置点的变形量偏移；步骤3，将验证位置点的变形量偏移与允许误差值进行比较，若验证位置点处的变形量偏移在允许误差值范围内，则结束计算，进入步骤4；若否，则根据修正因子对步骤1中的二次积分公式中的应变量进行修正，重复步骤2；步骤4，根据修正后的应变量，利用二次积分公式，计算出所有监测位置点的沉降变形量。本发明通过验证点处的实测变形量对积分误差进行校正，减少了传统二次积分法的误差。

技术领域

本发明涉及一种地铁隧道沉降变形监测方法，尤其是涉及一种基于自适应二次积分的地铁隧道沉降变形监测方法。

背景技术

随着工程测量技术、电子仪器技术、信息技术的发展，地铁隧道变形监测的理论和方法也取得了极大地发展。近年来，学者们致力于找到应变与变形之间的转换关系，致力于探索盾构隧道结构变形间接监测的方式方法，目前使用最多的是应变二次积分法。由于二次积分法是力学里比较经典的计算结构变形的方法，因此使用范围很广，使用的领域也很多。但是二次积分法计算繁琐，需要求解微分方程，还要找到边界条件，确定积分常数。对于长距离的地铁隧道结构来说，使用应变二次积分的方法计算时需要对从起始边界点到监测点的一定长度内所有的平均应变数据进行积分，而这些平均应变数据都是带有测量误差的数据。随着监测距离的增加，积分数据的累积误差也随之变大，那么对于距离边界点较远的监测点来说，在积分过程中，由于使用了大量的带有误差的平均应变数据，这样势必会导致计算的结果偏离“真实情况”，那么监测的结果也就不再可靠，因此二次积分法在长距离地铁隧道结构监测中的应用会受到一定的限制。

另一种改进方法是共轭梁法，原梁的共轭梁特性为：共轭梁的荷载为原梁的弯矩。这样，对于原梁，由弯矩求挠度的问题，就变成了对于共轭梁，由荷载求弯矩的问题。此方法在梁前半段，误差大于二次积分法，梁后半段则相反。但是该方法没有引入近似和简化条件，从本质上说，只是对于积分公式的离散化处理和差分运算。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自适应二次积分的地铁隧道沉降变形监测方法，采用的应变与变形转换的算法，适用性更好，计算的结果也更加可靠。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自适应二次积分的地铁隧道沉降变形监测方法，包括以下步骤：

步骤1，根据边界条件，构造沉降变形量y关于应变量ε和位置点x的二次积分公式，对所述二次积分公式进行求导，得出修正因子α；

步骤2，根据验证位置点x₀的应变量ε₀，利用所述二次积分公式，计算出验证位置点的沉降变形量y₀，并与验证位置点的实际沉降变形量y′₀进行比较，计算出所述验证位置点的变形量偏移δy₀；

步骤3，将所述验证位置点的变形量偏移δy₀与允许误差值δ₀进行比较，若所述验证位置点处的变形量偏移δy₀在允许误差值δ₀范围内，则结束计算，进入步骤4；若否，则根据修正因子α对步骤1中的二次积分公式中的应变量ε进行修正，重复步骤2；

步骤4，根据修正后的应变量ε₁，利用所述二次积分公式，计算出所有监测位置点x的沉降变形量y。

优选的，所述步骤1进一步包括：

根据边界条件，构造沉降变形量y关于应变量ε和位置点x的二次积分公式：y＝y(x,ε)；

对所述二次积分公式进行求导，得出修正因子α，