基于地面激光点云的盾构地铁隧道变形监测研究

发布时间：2021-10-10 07:48

　　发展轨道交通特别是地铁是解决大城市乘车困难,缓解道路拥挤的有效手段。随之而来的地铁隧道安全问题日益受到关注,如何高效、准确地监测地铁隧道变形是地下工程研究的热点和难点问题之一。地面激光扫描技术因其具有获取数据周期短、扫描场景完整、精度高、无接触、不受环境限制等优势,已被广泛应用于诸多领域。将其应用到地铁工程安全监测,可为地铁工程安全监测、运营管理提供重要的技术支撑。本文将地面激光扫描技术应用于盾构地铁隧道安全监测,依据盾构隧道点云数据特点,研究了基于点云数据的隧道安全监测方法。本文主要研究内容与成果如下:（1）研究提出了盾构隧道地面激光扫描工作基准点与测站点的布设、扫描分辨率与扫描质量设置、点云数据采集方法,分析了隧道点云数据特征等。（2）针对盾构隧道直线与曲线混合问题,提出基于“空间转化”的隧道混合线型分割方法。通过空间转化,将隧道轴线混合线型分割问题转化为正切空间中的单一线性识别问题,准确地将直线段和曲线段隧道点云进行了分割。（3）研究了基于点云数据的盾构隧道断面提取方法,依据分割后盾构隧道点云数据,提出了基于局部圆柱面拟合插值的隧道断面提取方法。首先在法平面内以轴线为中心在360... 

【文章来源】：南京林业大学江苏省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隧道几何形变安全监测研究现状
        1.2.2 隧道病害监测现状
    1.3 有待研究的问题
    1.4 研究内容方法与研究路线
        1.4.1 隧道几何变形监测方面
        1.4.2 隧道病害监测方面
        1.4.3 技术路线
第二章 盾构隧道激光点云采集及其数据特征
    2.1 地面激光扫描系统概述
        2.1.1 地面激光扫描分类
        2.1.2 地面激光扫描技术参数
    2.2 盾构地铁隧道点云采集方法
    2.3 隧道点云数据特征
    2.4 本章小结
第三章 隧道断面提取方法研究
    3.1 隧道轴线提取
    3.2 线性与非线性隧道分割
        3.2.1 重建轴线点拓扑关系
        3.2.2 SG滤波
        3.2.3 轴线分割
    3.3 隧道断面提取
        3.3.1 确定法平面内射线方程
        3.3.2 确定法平面断面点
    3.4 隧道断面拟合
    3.5 连续断面提取
    3.6 本章小结
第四章 隧道点云展开与分割方法
    4.1 盾构隧道点云展开方法
        4.1.1 隧道轴线提取及离散化
        4.1.2 确定隧道的断面
        4.1.3 隧道断面展开
    4.2 隧道点云分割方法
        4.2.1 点云特征计算及展开
        4.2.2 隧道图像分割
    4.3 本章小结
第五章 试验分析
    5.1 数据来源
    5.2 隧道断面提取方法试验
    5.3 点云展开及分割性能评价
    5.4 安全监测分析
        5.4.1 收敛分析
        5.4.2 病害分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
攻读学位期间发表的学术论文和参加的科研项目
参考文献



本文编号：3427959