地质工程自动监测软件系统开发与应用

地质工程自动监测系统由于其监测对象的复杂多变性 ,同一般自动监测系统相比 ,有着显著的差别。其软件系统必须具备与地质体稳定性评价、分析和预测及实时安全预警等相适应的功能。此外 ,为了适应现代化工程建设的要求 ,还应具备先进的智能化和网络化等功能。为此 ,本文通过对地质工程自动监测系统的功能和组成、当前的发展趋势、所涉及到一些关键软件技术问题等的讨论 ,着重总结了作者有关地质工程自动监测软件系统关键技术问题的研究。最后对作者在大量的关键技术问题研究和地质工程变形与破坏特征研究的基础上 ,所开发的大型水电边坡工程自动监测软件系统的功能和特色进行了介绍。     

地质工程监测信息系统开发

功能完善的地质工程监测系统在水电工程、环境工程及露天采矿工程等等中的重要性己日益显露出来。为此, 本文提出了地质工程监测信息系统的构想, 并从开发方法选择、功能需求分析、系统设计特征及系统开发实施四个主要方面, 对地质工程监测信息系统开发中若干重要问题进行了探讨。     

论地质灾害防治工程的地质观与工程观

概括前人的经验, 结合作者个人的实践, 本文较详细地讨论了地质灾害防治工程的地质观念与工程观念。提出地质观的核心问题是地质灾害体的变形破坏力学机理分析, 工程观观与工程观运用的最佳耦合。文中还讨论了超前预测的作用, 监测反馈与工程效果检验的关系, 以及地质工程师与设计工程师的关系等, 最后以链子崖危岩体防治工程为例进行了说明。     

关于地质工程设计中突破口预测方法的研究

理论研究及工程实践都已表明, 地质工程的破坏往往是从某些特定的部位开始逐渐发展起来的。据此而提出的优先监测突破口和重点加固突破口这两个设计原则, 已被成功地应用于一些地质工程并被证明具有重要实用价值。所以, 对于一个具体地质工程来说, 如何确定该工程可能出现的突破口的部位, 便成为工程设计的重要步骤之一。本文拟从突破观点出发, 讨论确定突破口的几种主要方法。最后作者还将结合五强溪水电站左岸船闸边坡工程的实际应用进一步加以说明。     

基于物联网的MEMS加速度计测试分析系统设计

加速度计性能远距离测试及对测试数据同时进行自动保存和自动分析处理是经常遇到的工程问题。针对这一问题,提出了基于物联网的加速度计测试分析方法。应用物联网技术设计了加速度计数据远程自动采集系统,并实现了测试数据网络共享功能。应用线振动试验法实现了单轴MEMS加速度计的性能自动测试,应用多项式拟合方法建立了加速度计的二阶误差修正模型。应用虚拟仪器软件和工程数据库技术设计了网络环境下的测试系统软件,并实现了对实验数据的自动储存、显示、查询、删除、实验报表打印与自动分析处理功能。实验结果表明测试系统实现了远程加速度计性能测试及实验数据自动保存和自动分析功能。     

边坡监测信息可视化查询分析系统及其应用

大型边坡监测系统数据庞大,项目及测点繁多。传统的数据库管理系统很难直观地查询分析监测数据。作者用在Window 系统下面向对象的程序设计语言VisualBasic和面向对象的数据库管理开发系统Access 开发了具有可视化查询分析特征的监测信息分析管理系统。本文以五强溪水电站左岸船闸边坡为例,介绍了系统的设计和程序功能。     

地质和岩土工程光纤传感监测技术综述

光纤传感器与常规传感器相比具有很大的优越性,已经成为地质和岩土工程监测领域中的研究热点。本文介绍了光纤传感监测系统的种类、基本测量原理和目前国内外的研究发展状况,并对各种传感技术的性能和特点进行了比较,指出了光纤传感监测技术应用于地质和岩土工程监测尚需研究的相关课题。     

青藏铁路冻土区路基工程安全可靠性监测技术研究

通过对冻土区路基工程和冻土之间相互作用过程的分析,提出冻土区路基工程的安全可靠性监测关键技术一是监测方法,二是监测手段,三是数据分析。冻土区路基工程的安全可靠性首先取决于工程周围和工程基底多年冻土的热稳定性,其次取决于发生变形的路基填土厚度及其基底融化层厚度。因此,路基顶面以下不同深度地温监测和年际冻融季节时段路基土层变形监测是冻土区工程长期可靠性监测的主要指标。青藏铁路自然条件的严酷性,要求监测手段具有可靠性和耐久性以及对复杂自然条件变化的适应性。文章提出一种自动观测多年冻土地温和路基变形,并能够实现数据无线传输的现场监测系统设计方案,通过现场试验,证明这种监测系统能够适应青藏高原恶劣的自然条件,减轻了人工监测的劳苦,具有可靠性和耐久性。作者还提出了能够简便判断冻土区工程安全可靠性的监测数据分析方法,对目前冻土区工程安全可靠性分析具有一定的理论指导作用。     

高压环境条件下注浆模型试验系统设计

注浆工程常常在高地层压力、高水压力的地质环境条件下进行(如煤矿堵水或注浆加固工程)。为了研究高压环境条件下注浆浆液的渗流扩散特征,作者研制了可形成5MPa以上高压环境的注浆试验系统。该试验系统由四个功能模块组成,并可分为四个设备子系统。该试验系统的核心设备高压注浆模型试验装置中应用压力传导管解决了高压罐体内部监测设计所遇到的尺寸效应、传感器防腐、高压密封等难题。     

高压电线杆塔的监测和调平控制系统的设计与应用

为了有效地预防煤炭采空区地表高压输电线路杆塔的倾斜和倒塌问题,设计了一套完整的实时监测和自动调平系统。根据塔基的受力状况,基于力矩平衡原理建立了理论模型,以合力矩为参考未知量,提出了杆塔倒塌危险程度模型,用于监测杆塔的安全状况;而对杆塔的调平过程,应用最速下降法计算出杆塔的各支腿需要顶升的高度,并采用液压千斤顶实现杆塔的纠偏。现场实验结果表明:监测系统能够准确监测塔基的倾斜角度,精度可以达到0.1°,充分保证了塔基的安全;自动调平系统的纠偏效果良好,能够满足工程需要,可广泛应用于采空区地表高压输电杆塔等其他高层建筑。     

矿山岩体工程的系统工程

用系统工程学的观点, 重新认识矿山岩体工程的特点。建立矿山岩体工程稳定性的系统的概念。提出地质模型、设计模型、施工模型的构思, 使工程地质、设计、施工三者密切结合, 共同解决矿山岩体工程稳定问题。通过动态监测和信息反馈, 在工程施工的动态过程中不断地获得新的认识, 以便对工程实施做出新的决策。     

工程水文地质学及其在水电工程中的应用概述

工程水文地质问题产生于人类工程活动与地质环境中岩土体和地下水之间的相互制约和相互作用过程中,由于问题本身的复杂性,目前对这类问题的研究尚处于相对分散的单一研究状态,缺乏系统的从地质机制分析到地质模型抽象,进而由模拟再现到发展趋势预测以及治理措施论证的全过程研究。本文在系统分析、总结水电工程中水 -岩和水 -工程建筑的作用类型及特征基础上,认为可能出现的工程水文地质问题主要是;水库诱发地震、岩溶渗漏、库岸及高边坡的稳定、坝基、坝肩抗滑稳定、枢纽区深层承压水问题等。     

三峡工程地质勘察研究的理论与实践

举世瞩目的三峡工程目前已进入关键的建没阶段。本文从区域稳定与地震危险性、水库区工程地质与环境地质、水库诱发地震、坝址及建筑物工程地质以及天然建筑材料等五个方面论述三峡工程长期以来所进行的工程地质勘察研究工作,并着重对三峡工程区的地质地震问题作了较为详细的探讨。最后对这一巨型工程的地质勘察工作进行了经验总结。     

工程开挖的结构效应与防治对策──以兰州西郊滑坡为例

开挖引起的滑坡作用不仅取决于斜坡带本身的地质结构,更取决于工程开挖与斜坡地质结构相互作用,因此科学地工程开挖可以避免这类地质灾害的发生。本文以2001年7月1日发生在兰州西郊白垩系砂岩顺层山坡上天然气长输管道管沟深开挖引起的岩层滑动和由此造成的兰州市煤气管道大变形问题为例,揭示了层间剪切带的工程开挖效应和对边坡稳定性的控制作用,总结了此类地质灾害教训。     

上海地铁隧道建设中工程地质条件及主要地质问题研究

随着上海地铁隧道建设大规模的展开,建设中面临的工程地质问题日趋凸现。本文结合上海市特有的地质条件,分析了与地铁隧道建设相关的工程地质条件,包括工程地质结构特征及浅部含水层地下水位特征。在此基础上,对地铁车站基坑开挖以及区间隧道施工可能面临的工程地质问题进行了分析研究,绘制了市中心地区工程地质问题严重性程度分区图,可为工程设计、施工提供从参考依据。     

大型边坡加固技术的研究

随着国家大规模经济建设的展开,水利水电、交通、矿山、国防等工程建设中经常会遇到大型边坡的加固问题。以边坡规模、工程地质条件和工程重要性作为影响边坡加固方法选择的3类主要因素,并将其分别分解为3个级别,通过各因素之间不同级别的组合分级来确定边坡加固方案的初步选择。对于一些工程地质条件很差的重要边坡,现有的边坡加固方法存在一定的局限性和不足。为此,作者提出了可用于大型边坡加固的地下梁-桩框架结构体系。通过将桩和梁相互连接而构成的空间框架结构,该体系可以将稳定性不足的坡体与深部稳定岩体牢固地连结起来,进而可以充分发挥岩体的自支撑能力。该结构体系的实施不仅可以充分利用为其他目的而开挖的探洞、试验洞等已有洞体,而还可以轻易、高效地实现边坡的排水和监测。     

世纪·国情·科技发展与工程地质学走向

通过对 2 1世纪初科技和经济、社会发展趋势的综合分析 ,基于中国现代化进程中基础设施建设的需求 ,工程建设的环境安全与经济效益统一的取向 ,以及学科的自然科学与人文科学的双重属性 ,作者认为工程地质学的研究与发展方向是 :以工程建设与地质环境互馈过程研究为核心 ,“地质工程”与“岩土工程”嵌套发展 ;加强工程地质学理论 -地质技术 -工程建设的紧密结合 ,进一步实现工程地质学为工程建设服务的价值。文章还论述了工程地质与环境领域服务于三个层次生产力布局、整体发展趋势、关键环节以及科学方法与技术的基本框架 ,并就当前工程建设中亟待解决的科学技术难题进行了初步分析。     

中国沿海地质环境与区域持续发展的若干问题探讨

本文分析了中国沿海岩石圈动力学的基础特征, 指出中国东部沿海地质环境与灾害存在南北分异的格局, 阐述了沿海区域工程地质环境的基本规律, 并通过全球及中国近百年海平面变化, 以及人类工程活动对河口海岸地质环境影响的分析, 对沿海地区未来的地质环境与灾害趋向做了初步评估, 并认为中国沿海21世纪的环境与发展将面临严峻的挑战, 特别是环渤海地区。最后, 对影响沿海区域发展的若干问题进行了初步探讨并提出了几点建议。