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深基坑是高层建筑和地下空间建设中的基础性部分,为了保证建筑施工安全,在对深基坑的施工过程中必须对其支护结构的水平位移、倾斜、支撑轴力等状态进行监测,这是保障深基坑施工安全的重要手段之一。利用先进的检测方法和信息传输技术,开发具有实时监测的深基坑支护结构状态检测仪器对于安全施工具有重要的社会效益和经济效益。
论文首先介绍了深基坑支护结构状态监测的国内外发展现状和趋势,然后在分析现有的监测方法、网络通信技术和软件技术的基础上提出了深基坑支护结构无线传感网络远程实时监测系统的整体方案。整个监测系统包括传感器感知层、数据传输层、服务器数据库层和用户层。在传感器感知层获取支护结构的水平位移、倾斜、支撑轴力和地下水位信息,然后通过数据传输层将获取的数据信息收集、处理后上传到服务器,服务器解析数据后将数据存储到数据库中,用户层通过与服务器交互获取数据库中的数据并通过动态波形图和表格等方式进行显示。
针对传统深基坑支护结构水平位移测量时必须建立测量基准点问题,提出了一种相对位移检测的方法,并基于相位式激光三角测量原理实现了深基坑水平位移测量,建立了相对位移测量数学模型,通过三维模型的计算机仿真验证了数学模型的正确性。解决了传统测量方法中必须建立基准点的问题,仿真结果表明该方法可以满足支护结构水平位移测量的精度要求;在深基坑水位监测中,采取激光相位测距方法实现了深基坑地下水位的监测,利用激光测距的优点和LoRa技术研发了无线地下水位传感器采集仪,测量精度可达1mm。为了监测支撑轴力,开发了一种无线振弦式传感器信号采集终端,采集精度可达1Hz。为了满足施工现场和无线监测要求,深基坑支护结构状态监测系统中的监测仪器均采取了太阳能电池板与锂电池相结合的的供电方式。在分析和研究了每一层结构之间通信方式的基础上,采取了基于LoRa与4G技术相结合方式完成了数据传输单元(DTU)的开发,开发了基于服务器的远程监测管理平台和客户端软件。
最后将开发的监测仪器和DTU部署在基坑施工现场进行测试,结果表明:监测系统运行稳定,通信延时小于1.5s,丢包率小于0.8%,可以满足深基坑施工过程中支护结构的状态监测。
论文首先介绍了深基坑支护结构状态监测的国内外发展现状和趋势,然后在分析现有的监测方法、网络通信技术和软件技术的基础上提出了深基坑支护结构无线传感网络远程实时监测系统的整体方案。整个监测系统包括传感器感知层、数据传输层、服务器数据库层和用户层。在传感器感知层获取支护结构的水平位移、倾斜、支撑轴力和地下水位信息,然后通过数据传输层将获取的数据信息收集、处理后上传到服务器,服务器解析数据后将数据存储到数据库中,用户层通过与服务器交互获取数据库中的数据并通过动态波形图和表格等方式进行显示。
针对传统深基坑支护结构水平位移测量时必须建立测量基准点问题,提出了一种相对位移检测的方法,并基于相位式激光三角测量原理实现了深基坑水平位移测量,建立了相对位移测量数学模型,通过三维模型的计算机仿真验证了数学模型的正确性。解决了传统测量方法中必须建立基准点的问题,仿真结果表明该方法可以满足支护结构水平位移测量的精度要求;在深基坑水位监测中,采取激光相位测距方法实现了深基坑地下水位的监测,利用激光测距的优点和LoRa技术研发了无线地下水位传感器采集仪,测量精度可达1mm。为了监测支撑轴力,开发了一种无线振弦式传感器信号采集终端,采集精度可达1Hz。为了满足施工现场和无线监测要求,深基坑支护结构状态监测系统中的监测仪器均采取了太阳能电池板与锂电池相结合的的供电方式。在分析和研究了每一层结构之间通信方式的基础上,采取了基于LoRa与4G技术相结合方式完成了数据传输单元(DTU)的开发,开发了基于服务器的远程监测管理平台和客户端软件。
最后将开发的监测仪器和DTU部署在基坑施工现场进行测试,结果表明:监测系统运行稳定,通信延时小于1.5s,丢包率小于0.8%,可以满足深基坑施工过程中支护结构的状态监测。