专利名称：一种地下工程岩体位移的反馈分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触测量大断面地下工程变形的装置，以及在此基础上建立的基于非线性有限元和粒子群优化算法的围岩参数反馈分析系统。
背景技术：
我国地下工程的建设方兴未艾，由于地下工程的复杂性和非确定性，新奥法、信息 化施工为代表的反馈分析方法已经成为隧道建设的主要理念，其核心是通过围岩监测位移来反分析参数并控制围岩稳定性。在监测项目中，洞周收敛数据能够反映围岩综合变化信息，是最受到人们重视的关键测项之一。传统的围岩收敛监测方法采用收敛仪，方便易行，但是对于洞室尺寸有一定限制。随着基础建设的增加，涌现出越来越多的大断面地下工程结构，传统的围岩收敛计很难操作和实施。如果采用昂贵的全站仪监测方法，则存在搬动和操作复杂的局限性，很难满足要求天天进行的地下工程常规监测要求。如何进行大断面地下空间日常监测并进行快速的反馈分析已经成为影响大断面隧道信息化施工能否正常进行的重要问题。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种地下工程岩体位移的反馈分析系统。本发明采用的技术方案如下一种地下工程岩体位移的反馈分析系统，其特征在于包括岩体位移激光测量装置和围岩参数分析系统；所述岩体位移激光测量装置包括作为收敛位移多个测点的反光片和激光仪定位
装置；所述激光仪定位装置设置在围岩侧墙或者基坑附近平地上，所述反光片设置在围岩侧墙或者基坑侧壁上；所述激光仪定位装置包括通过膨胀螺栓固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上的支座；通过定位螺栓固定在支座上的激光测距器夹持架，所述激光测距器夹持架能够绕定位螺栓自由旋转；所述激光测距器夹持架同支座接触面上设有锁紧螺栓，在支座上同锁紧螺栓移动轨迹相对应的位置设有弧形滑槽；所述激光测距器夹持架上设有用于放置激光测距器的直角挡槽，所述直角挡槽由用于放置激光测距器的托板和用于对激光测距器进行限位的挡板构成；所述围岩参数分析系统包括用于接收实际工程的尺寸和洞形信息的输入模型尺寸接收单元；用于对模型尺寸接收单元接收到实际工程的尺寸和洞形信息进行处理，把节点坐标按照比例，即实际洞形尺寸与模型库的尺寸之比例调整，形成新的单元和节点信息的有限元网格预存单元；
用于对记录岩体位移激光测量装置采集的岩体位移数据进行采集的输入监测位移接收单元；用于对有限元网格预存单元和输入监测位移接收单元接收到的岩体位移数进行围岩参数反分析处理，根据隧道围岩参数的物理意义设定上下限，并根据如下公式进行有
约束的优化
权利要求
1.一种地下工程岩体位移的反馈分析系统，其特征在于包括 岩体位移激光测量装置和围岩参数分析系统； 所述岩体位移激光测量装置包括作为收敛位移多个测点的反光片(I)和激光仪定位装置(2)； 所述激光仪定位装置(2)设置在围岩侧墙或者基坑附近平地上，所述反光片(I)设置在围岩侧墙或者基坑侧壁上； 所述激光仪定位装置(2)包括 通过膨胀螺栓(24)固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上的支座(21)； 通过定位螺栓(23)固定在支座(21)上的激光测距器夹持架(22)，所述激光测距器夹持架(22)能够绕定位螺栓(23)自由旋转；所述激光测距器夹持架(22)同支座(21)接触面上设有锁紧螺栓(26)，在支座(21)上同锁紧螺栓(26)移动轨迹相对应的位置设有弧形滑槽； 所述激光测距器夹持架(22)上设有用于放置激光测距器(25)的直角挡槽，所述直角挡槽由用于放置激光测距器(25)的托板(221)和用于对激光测距器(25)进行限位的挡板(222)构成； 所述围岩参数分析系统包括 用于接收实际工程的尺寸和洞形信息的输入模型尺寸接收单元； 用于对模型尺寸接收单元接收到实际工程的尺寸和洞形信息进行处理，把节点坐标按照比例，即实际洞形尺寸与模型库的尺寸之比例调整，形成新的单元和节点信息的有限元网格预存单元； 用于对记录岩体位移激光测量装置采集的岩体位移数据进行采集的输入监测位移接收单元； 用于对有限元网格预存单元和输入监测位移接收单元接收到的岩体位移数据进行围岩参数反分析处理，根据隧道围岩参数的物理意义设定上下限，并根据如下公式进行有约束的优化
2.一种地下工程岩体位移的反馈分析方法，其特征在于包括如下方法 S1、接收实际工程的尺寸和洞形信息的输入模型； S2、利用有限元网格预存技术对模型尺寸接收单元接收到实际工程的尺寸和洞形信息进行处理，把节点坐标按照比例，即实际洞形尺寸与模型库的尺寸之比例调整，形成新的单元和节点信息；·53、对记录岩体位移激光测量装置采集的岩体位移数据进行采集； ·54、对步骤S3接收到的岩体位移数据进行围岩参数反分析运算，具体过程为根据隧道围岩参数的物理意义设定上下限，对其采用如下公式进行有约束的优化
3.根据权利要求2所述的一种地下工程岩体位移的反馈分析方法，其特征在于所述有限元网格预存技术包括两个过程I)事先预置网格，包括建立典型的隧道模型库，对模型划分网格和保存单元、节点信息；2)现有工程信息录入，包括明确实际工程的尺寸和洞形，把节点坐标按照比例调整，形成新的单元、节点信息。
全文摘要
本发明公开了一种地下工程岩体位移的反馈分析系统，其特征在于包括岩体位移激光测量装置和围岩参数分析系统；岩体位移激光测量装置包括作为收敛位移多个测点的反光片和激光仪定位装置；激光仪定位装置设置在围岩侧墙或者基坑附近平地上，反光片设置在围岩侧墙或者基坑侧壁上；围岩参数分析系统包括输入模型尺寸接收单元、有限元网格预存单元和输入监测位移接收单元；以及对有限元网格预存单元和输入监测位移接收单元接收到的岩体位移数进行围岩参数反分析处理，最终获取围岩收敛位移信息的反分析运算单元该系统通过激光测距器对数据的保存和转移到数据处理器，采用网格预存技术和有限元反馈计算，可以迅速反分析获得围岩的参数。
文档编号G01B11/02GK102768019SQ201210272008
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者姜谙男, 宋战平, 杨宏伟, 沙权贤, 辛洪福 申请人:大连海事大学