穿黃隧洞是南水北調(diào)中線總干渠穿越黃河的關(guān)鍵性工程,結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、工藝復雜,對其進行形變檢測具有重要意義。在現(xiàn)有的隧洞形變檢測方法中,三維激光掃描技術(shù)具有高精度、高效率的特點。針對三維激光掃描的點云數(shù)據(jù),首先基于R樹進行海量點云預處理,并完成高精度封閉曲面的中心線提取;然后基于幾何擬合方法進行斷面形變檢測,實現(xiàn)封閉曲面數(shù)據(jù)的自動對比。將該檢測方法成功應用于南水北調(diào)中線穿黃隧洞的形變檢測,實現(xiàn)了隧洞斷面自動對比及隧洞整體變形分析,在穿黃隧洞的縱深、橫擺及高程3個方向上都得出了精確的形變檢測結(jié)果,能夠為工程的安全性論證提供有效的參考數(shù)據(jù)。 

【文章來源】：人民長江. 2020,51(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

形變檢測方法流程

首先,以A洞100 m斷面為例,進行變形分析。如圖2所示,其中紅色為2015年3月的掃描數(shù)據(jù)反演結(jié)果,綠色為2019年11月的結(jié)果。分別在XYZ三維坐標分量上進行比較分析。雖然斷面對比時需截取一定厚度的點云集,對斷面提取精度會有一定影響,但是由于穿黃隧洞是均勻線性變化,最終提取指定里程斷面數(shù)據(jù)應與實際斷面數(shù)據(jù)吻合,所以點云分析引入的誤差可以忽略不記。斷面對比是使用軟件程序自動選擇兩期點云的空間最近點,再計算偏差值。但在兩期點云分布不均時,可能出現(xiàn)斷面對比點錯位的情況。如圖3所示,對比斷面提取的57號點位于參考斷面的兩點之間,其偏移值是對比斷面至參考斷面兩點連線的垂直距離,這會導致計算偏差值與實際偏差值存在出入,此時應判定為粗差,予以剔除。

斷面對比是使用軟件程序自動選擇兩期點云的空間最近點,再計算偏差值。但在兩期點云分布不均時,可能出現(xiàn)斷面對比點錯位的情況。如圖3所示,對比斷面提取的57號點位于參考斷面的兩點之間,其偏移值是對比斷面至參考斷面兩點連線的垂直距離,這會導致計算偏差值與實際偏差值存在出入,此時應判定為粗差,予以剔除。通過上述方法,獲取的A洞100 m斷面在平面X方向和Y方向上偏移量均在15 mm以內(nèi),其偏移量中誤差分別為6 mm和5 mm。高程方向上,由于受地面防撞墊、雜物等的影響出現(xiàn)明顯不符合實際情況的差值,導致高程方向偏移量中誤差達到13 mm,需要在后面的章節(jié)進行整體分析。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3585532