本申請(qǐng)涉及隧道安全監(jiān)測(cè)，尤其是涉及一種隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

1、目前已有的隧道非接觸監(jiān)測(cè)方法主要有三種，分別是激光測(cè)距技術(shù)，微波雷達(dá)測(cè)距技術(shù)以及視覺(jué)測(cè)距技術(shù)。由于隧道病害位置的不確定性，且三種測(cè)距技術(shù)均屬于點(diǎn)監(jiān)測(cè)，需要提前通過(guò)其他手段判斷監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，才能開(kāi)展后續(xù)工作。

2、此外，目前正在發(fā)展的還有分布式光纖監(jiān)測(cè)方式，本方法采用面監(jiān)測(cè)，可通過(guò)在隧道全線布置，準(zhǔn)確識(shí)別病害發(fā)生的具體位置以及結(jié)構(gòu)損傷程度，但是成本極高，且隧道大部分結(jié)構(gòu)不存在病害，將造成大量的資源浪費(fèi)，目前難以大范圍推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的其中一個(gè)目的在于提供一種能夠解決上述背景技術(shù)中至少一個(gè)缺陷的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2、本申請(qǐng)的另一個(gè)目的在于提供一種能夠解決上述背景技術(shù)中至少一個(gè)缺陷的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化評(píng)價(jià)方法。

3、為達(dá)到上述的至少一個(gè)目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案為：一種隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：

4、s100：基于混凝土的力學(xué)性能，通過(guò)有限元模擬構(gòu)建混凝土性能數(shù)據(jù)集；混凝土性能數(shù)據(jù)集包括溫度-變形數(shù)據(jù)集、應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)集及彈性模量數(shù)據(jù)集；

5、s200：利用深度學(xué)習(xí)方法對(duì)混凝土性能數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，得到混凝土性能評(píng)價(jià)模型；

6、s300：采集隧道內(nèi)各監(jiān)測(cè)段的溫度和縱向變形數(shù)據(jù)；

7、s400：將步驟s300采集的數(shù)據(jù)輸入混凝土性能評(píng)價(jià)模型中進(jìn)行反演，得到隧道不同監(jiān)測(cè)段的實(shí)際彈性模量；

8、s500：將步驟s400的反演結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比以判斷隧道各監(jiān)測(cè)段的結(jié)構(gòu)劣化程度。

9、優(yōu)選的，在完成步驟s200后，對(duì)獲得的混凝土性能評(píng)價(jià)模型進(jìn)行修正，包括如下過(guò)程：將隧道的溫度以及縱向變形量的歷史數(shù)據(jù)作為修正數(shù)據(jù)代入混凝土性能評(píng)價(jià)模型中；根據(jù)混凝土性能評(píng)價(jià)模型的輸出結(jié)果與隧道歷史彈性模量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；若二者之間的誤差小于等于設(shè)定的閾值，說(shuō)明獲得的混凝土性能評(píng)價(jià)模型符合精度要求；若二者之間的誤差大于設(shè)定的閾值，進(jìn)行誤差分析并基于歷史數(shù)據(jù)對(duì)混凝土性能評(píng)價(jià)模型進(jìn)行修正。

10、優(yōu)選的，當(dāng)隧道混凝土性能劣化到低于正常使用極限狀態(tài)后，判定為異常狀態(tài)；在步驟s500中，對(duì)處于異常狀態(tài)且能夠維修改造的監(jiān)測(cè)段進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)；在完成補(bǔ)強(qiáng)后，通過(guò)混凝土性能評(píng)價(jià)模型對(duì)補(bǔ)強(qiáng)后的監(jiān)測(cè)段進(jìn)行強(qiáng)度提升的量化。

11、一種隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于上述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度評(píng)價(jià)方法；包括多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、多個(gè)視覺(jué)檢測(cè)單元以及多個(gè)溫度檢測(cè)單元；將隧道沿縱向長(zhǎng)度方向劃分為多個(gè)相鄰的監(jiān)測(cè)段，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置于所述監(jiān)測(cè)段的端部；所述視覺(jué)檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)各所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行圖像采集以獲取所述監(jiān)測(cè)段的縱向變形；所述溫度檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)安裝于各所述監(jiān)測(cè)段以用于采集所述監(jiān)測(cè)段的表面溫度。

12、優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝有靶標(biāo)，所述視覺(jué)檢測(cè)單元適于對(duì)相應(yīng)的所述靶標(biāo)進(jìn)行圖像采集，以使得根據(jù)所述靶標(biāo)的成像尺寸變化獲取對(duì)應(yīng)所述監(jiān)測(cè)段的縱向變形量。

13、優(yōu)選的，所述視覺(jué)檢測(cè)單元安裝于所述監(jiān)測(cè)段所對(duì)應(yīng)的墻面，以使得所述視覺(jué)檢測(cè)單元對(duì)安裝于該所述監(jiān)測(cè)段至少一端的所述靶標(biāo)進(jìn)行圖像采集。

14、優(yōu)選的，所述視覺(jué)檢測(cè)單元安裝于所述監(jiān)測(cè)段的其中一端，以使得所述視覺(jué)檢測(cè)單元對(duì)該所述監(jiān)測(cè)段另一端安裝的所述靶標(biāo)進(jìn)行圖像采集。

15、優(yōu)選的，隧道根據(jù)施工沿縱向長(zhǎng)度方向形成有多個(gè)沉降縫，所述監(jiān)測(cè)段對(duì)應(yīng)相鄰所述沉降縫之間的隧道段。

16、優(yōu)選的，隧道根據(jù)施工沿縱向長(zhǎng)度方向形成有多個(gè)沉降縫，隧道按照所述沉降縫的位置被分為n段，將相鄰所述沉降縫之間的隧道段分為m段，進(jìn)而得到n×m個(gè)所述監(jiān)測(cè)段。

17、優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)段的端部設(shè)置有多個(gè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)，多個(gè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿隧道的截面輪廓方向等間隔設(shè)置。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果在于：

19、本申請(qǐng)使用非接觸式測(cè)量，分段監(jiān)測(cè)隧道縱向應(yīng)變與環(huán)境溫度并建立關(guān)系，并以段為單位，分析縱向變形與結(jié)構(gòu)剛度退化的關(guān)系，從而定位隧道病害易發(fā)或已發(fā)段，并進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。此流程成本低，操作簡(jiǎn)單，且能保護(hù)隧道全段，配合現(xiàn)有的非接觸的監(jiān)測(cè)，能實(shí)現(xiàn)隧道損傷的精確定位。

技術(shù)特征：

1.一種隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在完成步驟s200后，對(duì)獲得的混凝土性能評(píng)價(jià)模型進(jìn)行修正，包括如下過(guò)程：

3.如權(quán)利要求1所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于，當(dāng)隧道混凝土性能劣化到低于正常使用極限狀態(tài)后，判定為異常狀態(tài)；

4.一種隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、多個(gè)視覺(jué)檢測(cè)單元以及多個(gè)溫度檢測(cè)單元；將隧道沿縱向長(zhǎng)度方向劃分為多個(gè)相鄰的監(jiān)測(cè)段，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置于所述監(jiān)測(cè)段的端部；所述視覺(jué)檢測(cè)單元對(duì)各所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行圖像采集以獲取所述監(jiān)測(cè)段的縱向變形；所述溫度檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)安裝于各所述監(jiān)測(cè)段以用于采集所述監(jiān)測(cè)段的表面溫度。

5.如權(quán)利要求4所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝有靶標(biāo)，所述視覺(jué)檢測(cè)單元適于對(duì)相應(yīng)的所述靶標(biāo)進(jìn)行圖像采集，以使得根據(jù)所述靶標(biāo)的成像尺寸變化獲取對(duì)應(yīng)所述監(jiān)測(cè)段的縱向變形量。

6.如權(quán)利要求5所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺(jué)檢測(cè)單元安裝于所述監(jiān)測(cè)段所對(duì)應(yīng)的墻面，以使得所述視覺(jué)檢測(cè)單元對(duì)安裝于該所述監(jiān)測(cè)段至少一端的所述靶標(biāo)進(jìn)行圖像采集。

7.如權(quán)利要求6所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺(jué)檢測(cè)單元安裝于所述監(jiān)測(cè)段的其中一端，以使得所述視覺(jué)檢測(cè)單元對(duì)該所述監(jiān)測(cè)段另一端安裝的所述靶標(biāo)進(jìn)行圖像采集。

8.如權(quán)利要求4所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，隧道根據(jù)施工沿縱向長(zhǎng)度方向形成有多個(gè)沉降縫，所述監(jiān)測(cè)段對(duì)應(yīng)相鄰所述沉降縫之間的隧道段。

9.如權(quán)利要求4所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，隧道根據(jù)施工沿縱向長(zhǎng)度方向形成有多個(gè)沉降縫；隧道按照所述沉降縫的位置被分為n段，將相鄰所述沉降縫之間的隧道段分為m段，進(jìn)而得到n×m個(gè)所述監(jiān)測(cè)段。

10.如權(quán)利要求4所述的隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)段的端部設(shè)置有多個(gè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)，多個(gè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿隧道的截面輪廓方向等間隔設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種隧道二襯結(jié)構(gòu)劣化程度輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)方法包括如下步驟：基于混凝土的力學(xué)性能，通過(guò)有限元模擬構(gòu)建混凝土性能數(shù)據(jù)集；對(duì)混凝土性能數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，得到混凝土性能評(píng)價(jià)模型；采集隧道內(nèi)各監(jiān)測(cè)段的溫度和縱向變形數(shù)據(jù)；將采集的數(shù)據(jù)輸入混凝土性能評(píng)價(jià)模型中進(jìn)行反演，得到隧道不同監(jiān)測(cè)段的彈性模量評(píng)估值；將反演結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比以判斷各監(jiān)測(cè)段的結(jié)構(gòu)劣化程度。系統(tǒng)應(yīng)用于前述的評(píng)價(jià)方法。本申請(qǐng)的有益效果：使用非接觸式測(cè)量，并以段為單位，分析縱向變形與結(jié)構(gòu)剛度退化的關(guān)系，從而定位隧道病害易發(fā)或已發(fā)段，并進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。此流程成本低，操作簡(jiǎn)單，且能保護(hù)隧道全段。

技術(shù)研發(fā)人員：應(yīng)國(guó)剛,鄭蓉軍,張文達(dá)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波朗達(dá)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26