[发明专利]一种隧道监控量测改进型切线角预警方法

说明书

本发明提供一种隧道监控量测改进型切线角预警方法，包括以下步骤：对隧道监控点位的变形量进行持续监测，获得n+1组按监测时间先后顺序排列的监测时间t‑累积位移s的监测数据；获得与每个监测时间tsubgt;i/subgt;对应的位移变化量、位移速率、位移时间纲量和切线角；预设置切线角预警规则，对每个监测时间tsubgt;i/subgt;对应的切线角αsubgt;i/subgt;进行分析，判断是否满足切线角预警规则，如果满足，则进行对应等级的切线角预警。本发明提供一种隧道监控量测改进型切线角算法，本发明不将速率设为切线角，而是通过s‑t坐标进行适当的变化处理进行量纲统一，并按照转换后的量纲进行预警，提高隧道监控量测预警的准确性。

技术领域

本发明属于雷达数据处理技术领域，具体涉及一种隧道监控量测改进型切线角预警方法。

背景技术

隧道监控量测是新奥法施工的三大要素之一，隧道施工通过监控量测结果，进行信息化施工，最大限度地利用围岩自承作用，从而使隧道施工处于动态管理体系之中。监控量测的目的是：在隧道施工过程中，对围岩和支护结构变形状态，通过对隧道拱顶下沉以及周边收敛进行监测，据此了解隧道围岩及支护结构变形的发展趋势，对围岩稳定性作出判断，为隧道施工提供依据。

隧道监控量测工作主要原理为：通过收敛计、水准仪、全站仪、激光断面仪等测量仪器，对安装在隧道拱腰、拱顶测点处的预埋件进行量测，并将测量仪器测量的累积位移数据与隧道监测断面预留变形量对比进行预警。

目前，通常采用以下规则进行预警：

表1监控量测预警规则

根据上表，预留变形量是非常重要的因素，根据隧道类型和围岩级别，预留变形量目前通常设置规则如下：

表2预留变形量(mm)

采用此方法具有以下问题：

根据表1预警规则和表2预留变形量设置规则，隧道监控量测的预留变形量设置和围岩级别的判定非常重要，但不同围岩级别预留变形量设置区间较大，以三车道隧道Ⅲ围岩级别为例，可按30～80mm区间任意值进行设置，往往需要根据施工经验进行设置，会出现当预留变形量设置过大无法及时预警，预留变形量设置过小时又常发生误报的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种隧道监控量测改进型切线角预警方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种隧道监控量测改进型切线角预警方法，包括以下步骤：

步骤1，对隧道监控点位的变形量进行持续监测，获得n+1组按监测时间先后顺序排列的监测时间t-累积位移s的监测数据，表示为：(t₀，s₀)，(t₁，s₁)，...,(t_n，s_n)；其中，累积位移s是指：隧道监控点位从初始状态到当前监测时间t的总位移；

步骤2，采用以下公式，获得与每个监测时间t_i对应的位移变化量Δs_i，其中，i＝1，2，...，n：

Δs_i＝s_i-s_i-1

步骤3，采用以下公式，获得与每个监测时间t_i对应的位移速率V_i：

V_i＝Δs_i/Δt_i