基于三維激光掃描技術(shù)的邊坡形變監(jiān)測及形變趨勢分析.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)是一門新興的測量技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，它和傳統(tǒng)的邊坡監(jiān)測技術(shù)還是有一定的區(qū)別。相比于傳統(tǒng)的測量方法，三維激光掃描技術(shù)無需埋設(shè)監(jiān)測設(shè)備，可以通過非接觸式的測量來快速的獲取信息，且精度較高。獲取的高邊坡表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)擁有三維坐標(biāo)，且?guī)в蠷GB顏色屬性，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后可以進(jìn)行三維建模，得到整個(gè)坡體的三維模型，其點(diǎn)云的密度和精度都能很好的對測量物體進(jìn)行還原。我們可以通過不同時(shí)期獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)來反映出邊坡在某一段時(shí)間的形變趨勢，對監(jiān)測

2、的結(jié)果進(jìn)行研究并分析其變形原因，使水利工程在施工過程中的安全性得到了保障。本文數(shù)據(jù)主要是來源于白鶴灘水電站，通過三維激光掃描技術(shù)得到的不同時(shí)期白鶴灘水電站左岸進(jìn)水口邊坡的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，來研究白鶴灘水電站在施工過程中高邊坡的形變，最后建立模型，設(shè)定邊界條件來進(jìn)行邊坡的形變趨勢分析，證明了三維激光掃描技術(shù)能很好的應(yīng)用于邊坡形變監(jiān)測中，而且可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的反饋邊坡形變在某一時(shí)間段的變形趨勢。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)

3、進(jìn)行了了解，并對數(shù)據(jù)的采集流程，數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了研究，對邊坡加固后的不同時(shí)期的兩組點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了后續(xù)的處理，并進(jìn)行了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接。使用Cyclone軟件對噪聲點(diǎn)進(jìn)行了處理，得到了地表信息的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過確定特征點(diǎn)來建立邊坡的三維模型。⑵對獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了三維建模，找到了一種可以削弱偶然誤差的方法，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了精度分析，并將這種方法應(yīng)用到白鶴灘邊坡形變監(jiān)測中。⑶根據(jù)建立的三維模型在 ANSYS軟件中進(jìn)行網(wǎng)格剖分，

4、網(wǎng)格的大小滿足計(jì)算的精度即可。通過假定計(jì)算模型，設(shè)定邊界條件，利用 FLAC3D軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，假定靜力的狀態(tài)下對邊坡體進(jìn)行計(jì)算分析，得出各個(gè)方向的應(yīng)力、應(yīng)變云圖，計(jì)算出安全系數(shù)，對某一段時(shí)間的邊坡形變趨勢進(jìn)行分析，針對不同的結(jié)果對邊坡問題進(jìn)行處理。⑷通過削弱偶然誤差后的實(shí)驗(yàn)分析，得到了比較明顯的改善，點(diǎn)位誤差從±20mm控制到±5mm，三維模型的外表輪廓更加平滑清晰，更加直觀的放映了形變量。而且通過三維激光掃描技術(shù)可以高效、實(shí)時(shí)