基于三维激光扫描技术的库岸变形监测与分析——以西藏某水库为例
发布时间：2021-04-04 02:21
三维激光扫描技术相较传统监测技术具有监测范围广、可视化效果好、数据类型丰富等优点,且应用于岩土监测领域已有先例。文章基于该项技术对西藏某水库库岸进行为期10个月的变形监测。通过数据采集获得高质量点云数据,建立三维库岸模型,并在此基础上,提出快速查找变形区域与变形特征的分析计算方法。监测过程中同时采用全站仪校核三维激光扫描数据精度,并证明该项技术能够满足监测精度要求。监测成果以变形值云图及典型剖面形式展现,并将监测数据与降雨、蓄水资料相关联,通过分析上述成果得出库岸变形特征、主要变形破坏模式及库岸稳定性的主要影响因素。在监测成果基础上,建立数值分析地质模型,验证库岸稳定性影响因素及其内在机理,并总结三维激光扫描及数值模拟技术的优势及不足。
【文章来源】：水利技术监督. 2020,(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
点云拟合表面模型
监测区域各部位变形值计算实质是不同期点云空间数据的对比。以1、2期数据为例,文章采用的计算方法如图2所示。将1期点云数据作为基础数据,生成表面模型,计算2期点云数据内各点到1期表面模型的最短距离,作为该点变形值。通过分析2期各点变形值,可获得监测区域内变形区位置、大小及规模,同时变形值的正负也反映了库岸变形特点为倾覆或滑塌。上述计算方法所得的变形值并非严格意义上的各点变形值,但对于快速查找变形区域,初步了解变形特征较为适用,可满足库岸监测需要。若想获取更多变形信息,如产生变形的主要方向,特征点变形历程,局部滑塌方量等,则需要在此基础上,做更深层次的数据处理。3 变形计算成果与分析
表1 三维激光扫描技术与传统技术监测值对比 月份 监测桩01/mm 监测桩02/mm 监测桩03/mm 三维扫描 全站仪 差值 三维扫描 全站仪 差值 三维扫描 全站仪 差值 1 116 123 -7 37 42 -5 60 67 -7 2 75 80 -5 27 27 0 50 46 4 3 59 64 -5 27 25 2 38 36 2 4 33 35 -2 14 12 2 19 21 -2 5 42 40 2 13 13 0 25 22 3 6 85 82 3 26 29 -3 40 44 -4 7 104 107 -3 38 41 -3 55 58 -3 8 105 97 8 38 37 1 59 53 6 9 65 65 0 20 23 -3 30 34 -4 10 27 29 -2 11 10 1 16 17 -1图4 2期数据典型剖面对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描技术的边坡表面变形监测[J]. 王堃宇,王奇智,高龙山,徐颖. 科学技术与工程. 2017(20)
[2]基于降雨与库水位耦合的三舟溪滑坡渗流模拟及稳定性分析[J]. 徐永强,祁小博,张楠. 水文地质工程地质. 2016(05)
[3]三维激光扫描技术在危岩监测中的应用[J]. 王梓龙,裴向军,董秀军,魏小佳,蒙明辉. 水文地质工程地质. 2016(01)
[4]大型崩滑灾害变形三维激光扫描监测技术研究[J]. 褚宏亮,殷跃平,曹峰,隋立春,李滨. 水文地质工程地质. 2015(03)
[5]基于三维激光扫描仪的滑坡表面变形监测方法——以金坪子滑坡为例[J]. 谢谟文,胡嫚,王立伟. 中国地质灾害与防治学报. 2013(04)
[6]暴雨与库水位变化条件下晒盐坝滑坡渗流和稳定性数值模拟[J]. 郑慧,邵子叶,韩文喜,郑江. 地质灾害与环境保护. 2012(01)
[7]降雨及库水位联合作用下秭归八字门滑坡稳定性预测[J]. 张桂荣,程伟. 岩土力学. 2011(S1)
[8]库水位变化与降雨作用下库岸斜坡稳定性分析[J]. 连志鹏,谭建民,闫举生,王宁涛. 安全与环境工程. 2011(02)
[9]库水位下降过程中土坡稳定强度折减有限元分析[J]. 年廷凯,万少石,蒋景彩,栾茂田. 岩土力学. 2010(07)
[10]基于三维激光扫描的滑坡变形监测与数据处理[J]. 徐进军,王海城,罗喻真,王尚庆,严学清. 岩土力学. 2010(07)
博士论文
[1]西藏当雄—羊八井盆地及邻区第四纪地质演化与活动断裂研究[D]. 吴中海.中国地质科学院 2004
硕士论文
[1]库水位升降引起的渗流场变化对红土型库岸边坡稳定影响的研究[D]. 邱观贵.昆明理工大学 2018
本文编号：3117549
【文章来源】：水利技术监督. 2020,(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
点云拟合表面模型
监测区域各部位变形值计算实质是不同期点云空间数据的对比。以1、2期数据为例,文章采用的计算方法如图2所示。将1期点云数据作为基础数据,生成表面模型,计算2期点云数据内各点到1期表面模型的最短距离,作为该点变形值。通过分析2期各点变形值,可获得监测区域内变形区位置、大小及规模,同时变形值的正负也反映了库岸变形特点为倾覆或滑塌。上述计算方法所得的变形值并非严格意义上的各点变形值,但对于快速查找变形区域,初步了解变形特征较为适用,可满足库岸监测需要。若想获取更多变形信息,如产生变形的主要方向,特征点变形历程,局部滑塌方量等,则需要在此基础上,做更深层次的数据处理。3 变形计算成果与分析
表1 三维激光扫描技术与传统技术监测值对比 月份 监测桩01/mm 监测桩02/mm 监测桩03/mm 三维扫描 全站仪 差值 三维扫描 全站仪 差值 三维扫描 全站仪 差值 1 116 123 -7 37 42 -5 60 67 -7 2 75 80 -5 27 27 0 50 46 4 3 59 64 -5 27 25 2 38 36 2 4 33 35 -2 14 12 2 19 21 -2 5 42 40 2 13 13 0 25 22 3 6 85 82 3 26 29 -3 40 44 -4 7 104 107 -3 38 41 -3 55 58 -3 8 105 97 8 38 37 1 59 53 6 9 65 65 0 20 23 -3 30 34 -4 10 27 29 -2 11 10 1 16 17 -1图4 2期数据典型剖面对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描技术的边坡表面变形监测[J]. 王堃宇,王奇智,高龙山,徐颖. 科学技术与工程. 2017(20)
[2]基于降雨与库水位耦合的三舟溪滑坡渗流模拟及稳定性分析[J]. 徐永强,祁小博,张楠. 水文地质工程地质. 2016(05)
[3]三维激光扫描技术在危岩监测中的应用[J]. 王梓龙,裴向军,董秀军,魏小佳,蒙明辉. 水文地质工程地质. 2016(01)
[4]大型崩滑灾害变形三维激光扫描监测技术研究[J]. 褚宏亮,殷跃平,曹峰,隋立春,李滨. 水文地质工程地质. 2015(03)
[5]基于三维激光扫描仪的滑坡表面变形监测方法——以金坪子滑坡为例[J]. 谢谟文,胡嫚,王立伟. 中国地质灾害与防治学报. 2013(04)
[6]暴雨与库水位变化条件下晒盐坝滑坡渗流和稳定性数值模拟[J]. 郑慧,邵子叶,韩文喜,郑江. 地质灾害与环境保护. 2012(01)
[7]降雨及库水位联合作用下秭归八字门滑坡稳定性预测[J]. 张桂荣,程伟. 岩土力学. 2011(S1)
[8]库水位变化与降雨作用下库岸斜坡稳定性分析[J]. 连志鹏,谭建民,闫举生,王宁涛. 安全与环境工程. 2011(02)
[9]库水位下降过程中土坡稳定强度折减有限元分析[J]. 年廷凯,万少石,蒋景彩,栾茂田. 岩土力学. 2010(07)
[10]基于三维激光扫描的滑坡变形监测与数据处理[J]. 徐进军,王海城,罗喻真,王尚庆,严学清. 岩土力学. 2010(07)
博士论文
[1]西藏当雄—羊八井盆地及邻区第四纪地质演化与活动断裂研究[D]. 吴中海.中国地质科学院 2004
硕士论文
[1]库水位升降引起的渗流场变化对红土型库岸边坡稳定影响的研究[D]. 邱观贵.昆明理工大学 2018
本文编号：3117549
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