基于非接触监测的隧洞反演分析可行性探讨.pdf

水 利 学 报 年 月 $%’(’ )*+,- 第 卷 第 期 !# ! ./ ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号： （ ） 22414.2 !# !1!CC10 基于非接触监测的隧洞反演分析可行性探讨 3 ! 3 鲁志鹏 ，王明远 ，刘国彬 （ 同济大学 地下建筑与工程系，上海 ； 郑州市市政工程总公司，河南 郑州 ） 3D !4! ! D C22. 摘要：本文根据全站仪非接触测量原理，分析了隧洞测点位移量测的三维误差计算式。随后对全站仪位移量测的 误差精度进行了分析，得到了满足反演计算要求的量测误差判别式，并提出全站仪位移量测的可行性判别方法。 最后通过算例给出了判定实际工程反演分析可行的设站及仪器的优选方式。分析结果认为目前全站仪的测量精 度还只适用于洞室断面较大、总位移量较大的情况，对洞室反演计算的普遍适用还有一定距离。 关键词：隧洞；非接触监测；反演；精度判别 中图分类号： 文献标识码： EF22C , 位移反分析法以由现场量测获得的位移量为依据，通过反演分析确定荷载分布和地层性态参数值， 以满足设计计算的需要。参数反演作为参数辨识的一种方法，是基于实测位移反求系统某种参数的一 ［］ 3 种逆问题，对确定认识系统和进一步正演分析相当重要 。计算中，由于现场量测信息常常包含误差， 故由求解反问题获得的结果也将不可避免地包含量测误差的影响。目前，隧洞围岩变形监测一般采用 收敛计、预埋多点位移计等监测技术。随着现代测量技术的发展，特别是高精度全站仪的出现，使得将 ［］ ! 这类仪器应用于隧洞变形监测成为可能 。传统的围岩变形监测方法采用钢尺收敛计接触量测，与施 工相互干扰，人为因素对量测精度影响较大，量测质量不稳定。尤其在长大隧洞中，难以满足现代隧道 快速、大跨、安全施工的技术要求。因此，在规定精度限差内对隧洞围岩变形进行监测、分析和预报中， 研究采用非接触量测的方法，具有重要的理论和实际意义。文献［］根据常规隧洞监测中对优化反演分 . 析法推导位移回算值与实测值之间误差表达式，分析了仪表读数误差在反演计算过程中的传递影响规 律，然后借助算例分析对仪表优选建立了判别准则。文献［］中介绍了新加坡地铁建设中运用全站仪实 C 现变形自动监测和以此变形数据进行有限元计算的方法。在隧洞位移监测中及据此进行位移反分析 时，采用全站仪进行隧道三维收敛变形非接触测量，仍有许多理论和实际问题需要解决，如测量数据的 处理方法及模型选择，现场测量标志的保护等，要求必须探索适合隧道施工环境特点的实施方法，研究 有效的测量平差处理和数据分析模型。基于此，本文对全站仪用于隧洞位移监测进行反分析中的可靠 性问题进行分析研究。 3 反分