高陡黄土边坡三维激光扫描变形监测与稳定性分析

发布时间：2020-09-15 19:32

　　 我国幅员辽阔、疆土广袤,地理环境独特,地质条件复杂,滑坡、泥石流、边坡失稳等地质灾害现象常有发生,尤其在西北地区多为黄土边坡,由于其具有的黄土湿陷性,在多雨季节遇水会发生沉降,导致边坡失稳倾覆,对其临近建筑物产生威胁。因此亟需通过边坡的变形监测对其现有状况进行评价以及变形趋势进行预测。先进的监测技术能够为边坡的监测提供强有力的保障,如,三维激光扫描技术,该技术是近几年变形监测领域的新手段,能够转变传统的单点变形观测模式,可以快速、高效地对边坡进行整体监测分析,该方法在一定程度上可以弥补传统监测技术的短板。本文依据三维激光扫描系统在西北地区高陡黄土边坡的应用实例,主要从整体分析和特征分析两方面对边坡的变形监测相关问题进行了探讨。整体分析方面,利用三维激光扫描技术能够快速采集大量点云数据的特点,分期对该边坡进行了扫描并采集数据,经点云数据预处理、点云数据拼接后建立各期边坡的三维模型,通过差分比较法得出变形值,介绍了思拓力X300三维激光扫描系统在该边坡的具体应用流程,最终获得了边坡的变形发展趋势;特征分析方面,以边坡表面外凸的锚杆端为变形监测块,从点云数据中提取了各期变形监测块中心点的坐标作为研究对象,建立了灰色预测模型GM(1,1)对其进行了拟合预测分析,由于边坡三维点云数据采集过程中受外界干扰因素较多,引入了卡尔曼滤波对其原始时间序列进行了滤波处理。通过工程实例对比分析可得:(1)经比较分析一至二期与二至三期的三维模型的变形量,得知本边坡变形逐步趋于稳定,推断其主要原因是季节变换影响与新边坡回稳所致;(2)三维激光扫描技术能够较好地对西北地区高陡黄土边坡进行监测,快速有效地获取其变形发展趋势,为未来黄土地区高陡边坡灾害的预防和治理提供便利;(3)卡尔曼滤波能够较好地对点云数据变形监测点的时间序列进行滤波去噪处理,对三维激光扫描变形监测点灰色模型的预测精度提高有重要的借鉴意义。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU433;TU444

【参考文献】

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本文编号：2819375