基于磁定位的滑坡深部大位移监测技术研究
发布时间：2021-02-26 07:55
滑坡是我国的普遍的地质灾害类型,其发生频率高、破坏力大,监测预警是应对滑坡地质灾害的重要措施。而滑坡的深部位移直观反映了滑坡体内部变形情况,所以滑坡的深部位移是监测预警的重要内容。但是,现有的监测方法在滑坡出现大位移情况下,难以完成对滑坡深部位移的连续监测。随着磁定位技术的研究深入,其应用的范围也越来越广,基于滑坡深部位移监测技术的不足,我们提出了将磁定位技术应用到滑坡深部位移监测的方法。本文主要的研究内容和得出的结论如下:为解决滑坡深部位移难以监测的问题,提出滑坡深部位移的磁测方案。具体做法是:将永磁体埋置于滑带以下,滑带以上安装磁传感器测量滑体相对位移。为了消除背景磁场磁场的影响,提出了绝对差分方法和相对差分方法。通过理论推导和试验验证,最终选定以相对差分方法测量目标磁极周围磁场梯度并解算磁极空间位置的方案。假设目标磁极为磁偶极子,推导了磁场梯度与空间位置的关系式,并且通过验证试验证明了理论关系式的正确性。由于理论推导时将目标磁极等效为磁偶极子,但是目标磁极与磁传感器的距离较近时,磁偶极子模型是不适用的。为了探究磁偶极子模型的适用范围,我们提出了目标磁极空间磁场计算的数学积分模型和...
【文章来源】：三峡大学湖北省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TDR监测系统示意图
i 为第i测量段的倾角。图 1.2 钻孔测斜仪工作原理示意图1.2.5拉线式深部位移计拉线式深部位移计也能滑坡深部位移进行监测，其工作原理是在钻孔内的测管不同部位固定拉线，而拉线的另一端可以在测管内自由滑动并延伸至地表，在外部与角位移传感器连接，如图 1.3 所示。当滑坡体产生深部位移时，测管也相应的会发生倾斜变形，固定在测管上的拉线随之产生位移，角位移传感器会记录拉线产生的位移量，以此可以解算出滑坡体深部某点的位移量。和固定式测斜仪相比相同的是，对不同深度内监测点的位移进行测量，就可以判断出滑坡体滑面的位置；不同之处在于，拉线式深部位移计不需要使用倾角传感器，成本较低。可以在测管内多布置拉线，以提高监测精度。其监测量程更是远大于固定式测斜仪，可以达到十几米。但拉线式深部位移计使用拉线传递位移，其监测精度会受到拉线材质的影响，且无法判断出滑坡体的变形方向。拉线式深部位移计已成功应用于重庆市晒网坝等大型滑坡的监测工程[34]。
三 峡 大 学 硕 士 学 位 论 文7图 1.3 拉线式深部位移计组成及工作原理示意图1.3 磁定位技术的研究现状与分析1.3.1国外磁定位技术的研究现状早在上个世纪七十年代，国外研究者就对磁定位技术进行了研究，现在磁定位的方法更是目标定位系统内的研究热点。目前，对于单目标磁定位技术的理论与实践都较为成熟，并且成功研发出了一些商业化的用于目标跟踪的磁定位产品。1975 年，Wynn 等[35-37]人利用超导磁梯度计阵列对目标进行定位，以达到对运动的磁偶极子源的定位追踪的目的。1979 年，Raab 等[38]人将磁性目标等效为三轴准静态磁偶极子模型进行计算，通过磁传感器采集磁场信号，利用输出向量的线性组合与转换矩阵来确定定位目标位置及姿态信息。1985 年，Wilson[39]利用张量的特征值和特征向量来确定磁性目标的空间位置及磁矩信息。Emerson 等[40]对这种算法进行了检验，结果表明这种方法能够确定磁性目标的位置和磁矩信息。1988 年
【参考文献】：
期刊论文
[1]滑坡深层位移磁定位测量方法研究[J]. 何云飞,吴剑,汪超盛,聂宁. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]磁梯度张量的旋转计算方法[J]. 贾文抖,林春生,陈春行,翟国君. 国防科技大学学报. 2018(06)
[3]二轴磁体的设计计算方法研究[J]. 陈浩,林春生,贾文抖. 数字海洋与水下攻防. 2018(02)
[4]针对磁目标定位失效的改进欧拉定位方法[J]. 贾文抖,林春生,陈春行,翟国君,刘翔. 海军工程大学学报. 2018(03)
[5]基于磁偶极子磁场分布特征的磁矩方向估算方法[J]. 贾文抖,林春生,陈浩,翟国君. 探测与控制学报. 2018(02)
[6]磁力仪三轴非正交的转动补偿方法[J]. 贾文抖,林春生,孙玉绘,赵鹤达,翟国君. 国防科技大学学报. 2018(01)
[7]基于地磁传感器的弹体姿态测量方法[J]. 陈春行,林春生,贾文抖,翟国君. 探测与控制学报. 2018(01)
[8]地磁场中磁目标的等效衰减磁矩定位方法[J]. 贾文抖,林春生,孙玉绘,翟国君. 兵工学报. 2018(02)
[9]滑坡位移监测方法综述[J]. 赵永红,王航,张琼,徐安东,田罡. 地球物理学进展. 2018(06)
[10]基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究[J]. 贾文抖,林春生,孙玉绘,翟国君. 兵工学报. 2017(08)
博士论文
[1]基于PSInSAR蠕动型滑坡动态监测及区域稳定性分析[D]. 黄佳璇.北京科技大学 2018
[2]分布式光纤传感技术在边坡工程监测中的应用研究[D]. 刘永莉.浙江大学 2011
[3]滑坡地质灾害TDR监测技术研究[D]. 张青.吉林大学 2007
[4]磁道钉磁场特性试验研究[D]. 曹辉.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]基于磁定位的柔性机器人末端追踪与形状重建的研究[D]. 张长春.哈尔滨工业大学 2018
[2]多目标磁定位技术的研究[D]. 邱肖肖.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于GPS监测技术的滑坡稳定性研究[D]. 刘君.西南交通大学 2017
[4]SAA测量技术及其在边坡监测中的应用研究[D]. 韦玉超.南京大学 2015
[5]基于磁偶极子模型的磁性目标定位方法研究[D]. 万成彪.国防科学技术大学 2013
[6]基于磁异信号的目标探测技术实验研究[D]. 胡祥超.国防科学技术大学 2005
本文编号：3052293
【文章来源】：三峡大学湖北省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TDR监测系统示意图
i 为第i测量段的倾角。图 1.2 钻孔测斜仪工作原理示意图1.2.5拉线式深部位移计拉线式深部位移计也能滑坡深部位移进行监测，其工作原理是在钻孔内的测管不同部位固定拉线，而拉线的另一端可以在测管内自由滑动并延伸至地表，在外部与角位移传感器连接，如图 1.3 所示。当滑坡体产生深部位移时，测管也相应的会发生倾斜变形，固定在测管上的拉线随之产生位移，角位移传感器会记录拉线产生的位移量，以此可以解算出滑坡体深部某点的位移量。和固定式测斜仪相比相同的是，对不同深度内监测点的位移进行测量，就可以判断出滑坡体滑面的位置；不同之处在于，拉线式深部位移计不需要使用倾角传感器，成本较低。可以在测管内多布置拉线，以提高监测精度。其监测量程更是远大于固定式测斜仪，可以达到十几米。但拉线式深部位移计使用拉线传递位移，其监测精度会受到拉线材质的影响，且无法判断出滑坡体的变形方向。拉线式深部位移计已成功应用于重庆市晒网坝等大型滑坡的监测工程[34]。
三 峡 大 学 硕 士 学 位 论 文7图 1.3 拉线式深部位移计组成及工作原理示意图1.3 磁定位技术的研究现状与分析1.3.1国外磁定位技术的研究现状早在上个世纪七十年代，国外研究者就对磁定位技术进行了研究，现在磁定位的方法更是目标定位系统内的研究热点。目前，对于单目标磁定位技术的理论与实践都较为成熟，并且成功研发出了一些商业化的用于目标跟踪的磁定位产品。1975 年，Wynn 等[35-37]人利用超导磁梯度计阵列对目标进行定位，以达到对运动的磁偶极子源的定位追踪的目的。1979 年，Raab 等[38]人将磁性目标等效为三轴准静态磁偶极子模型进行计算，通过磁传感器采集磁场信号，利用输出向量的线性组合与转换矩阵来确定定位目标位置及姿态信息。1985 年，Wilson[39]利用张量的特征值和特征向量来确定磁性目标的空间位置及磁矩信息。Emerson 等[40]对这种算法进行了检验，结果表明这种方法能够确定磁性目标的位置和磁矩信息。1988 年
【参考文献】：
期刊论文
[1]滑坡深层位移磁定位测量方法研究[J]. 何云飞,吴剑,汪超盛,聂宁. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]磁梯度张量的旋转计算方法[J]. 贾文抖,林春生,陈春行,翟国君. 国防科技大学学报. 2018(06)
[3]二轴磁体的设计计算方法研究[J]. 陈浩,林春生,贾文抖. 数字海洋与水下攻防. 2018(02)
[4]针对磁目标定位失效的改进欧拉定位方法[J]. 贾文抖,林春生,陈春行,翟国君,刘翔. 海军工程大学学报. 2018(03)
[5]基于磁偶极子磁场分布特征的磁矩方向估算方法[J]. 贾文抖,林春生,陈浩,翟国君. 探测与控制学报. 2018(02)
[6]磁力仪三轴非正交的转动补偿方法[J]. 贾文抖,林春生,孙玉绘,赵鹤达,翟国君. 国防科技大学学报. 2018(01)
[7]基于地磁传感器的弹体姿态测量方法[J]. 陈春行,林春生,贾文抖,翟国君. 探测与控制学报. 2018(01)
[8]地磁场中磁目标的等效衰减磁矩定位方法[J]. 贾文抖,林春生,孙玉绘,翟国君. 兵工学报. 2018(02)
[9]滑坡位移监测方法综述[J]. 赵永红,王航,张琼,徐安东,田罡. 地球物理学进展. 2018(06)
[10]基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究[J]. 贾文抖,林春生,孙玉绘,翟国君. 兵工学报. 2017(08)
博士论文
[1]基于PSInSAR蠕动型滑坡动态监测及区域稳定性分析[D]. 黄佳璇.北京科技大学 2018
[2]分布式光纤传感技术在边坡工程监测中的应用研究[D]. 刘永莉.浙江大学 2011
[3]滑坡地质灾害TDR监测技术研究[D]. 张青.吉林大学 2007
[4]磁道钉磁场特性试验研究[D]. 曹辉.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]基于磁定位的柔性机器人末端追踪与形状重建的研究[D]. 张长春.哈尔滨工业大学 2018
[2]多目标磁定位技术的研究[D]. 邱肖肖.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于GPS监测技术的滑坡稳定性研究[D]. 刘君.西南交通大学 2017
[4]SAA测量技术及其在边坡监测中的应用研究[D]. 韦玉超.南京大学 2015
[5]基于磁偶极子模型的磁性目标定位方法研究[D]. 万成彪.国防科学技术大学 2013
[6]基于磁异信号的目标探测技术实验研究[D]. 胡祥超.国防科学技术大学 2005
本文编号：3052293
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3052293.html
