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      物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工黃土邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中的應(yīng)用研究

      2024-09-15 00:00:00喬龍
      物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2024年6期
      關(guān)鍵詞:GPS定位物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

      摘 要:由于當前人工黃土邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測效果不佳,為此研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工黃土邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中的應(yīng)用。首先利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)部署不同傳感器完成邊坡數(shù)據(jù)采集。然后,提取邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測獨立樹的訓(xùn)練樣本,并對獨立樹進行約束輸出集合數(shù)據(jù)。通過傳感器采集邊坡數(shù)據(jù)并使用GPS定位技術(shù)對邊坡邊界進行測量和標記。運用GIS工具將結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與邊坡數(shù)據(jù)疊加以建立合適的彈性結(jié)構(gòu)模型。利用加權(quán)算法搜索不同節(jié)點的最優(yōu)解,獲取準確監(jiān)測數(shù)據(jù)后計算不同傳感器之間的置信距離。最后,通過比較閾值附近的模糊程度,實現(xiàn)信息融合并實現(xiàn)同步監(jiān)測。測試結(jié)果表明,經(jīng)過12期的觀測,邊坡變形量監(jiān)測與實際值之間的濾波殘差結(jié)果均在0~0.4 mm,符合預(yù)期設(shè)定的精度目標,實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工黃土邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中的有效應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);黃土邊坡;穩(wěn)定性監(jiān)測;GPS定位;GIS;加權(quán)算法

      中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2024)06-0-03

      0 引 言

      隨著我國邊坡工程的發(fā)展與完善,邊坡穩(wěn)定性問題引起不斷關(guān)注[1]。在邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測過程中,將邊坡位移變化量傳輸?shù)较鄳?yīng)的顯示器上,可以更加直觀對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行觀測,減少工程施工的危害,為人工黃土邊坡施工提供重要依據(jù)。此舉不僅提升了監(jiān)測的有效性,還能降低施工難度。現(xiàn)階段,邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測方法主要針對長期進行人工巡查,監(jiān)測設(shè)備有限,監(jiān)測頻次低、信息反饋不及時等問題。由于監(jiān)測位置不當,使得滑坡推力下降等數(shù)據(jù)無法及時監(jiān)測,難以獲得穩(wěn)定性保障,導(dǎo)致結(jié)果不符合預(yù)期[2]。因此,在接下來的研究中結(jié)合實際工程案例,闡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工黃土邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中的具體應(yīng)用方法,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域的其他應(yīng)用進行展望,為相關(guān)研究提供參考與借鑒。

      1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測

      1.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)部署傳感器

      運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將不同的傳感器進行部署[3],其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

      利用上文構(gòu)建的配置結(jié)構(gòu),從邊緣服務(wù)器中提取數(shù)據(jù),并利用該數(shù)據(jù)進行模型訓(xùn)練。在邊緣層,由云計算核心層來分配任務(wù),保證在訓(xùn)練結(jié)束后,模型可以自動完成對數(shù)據(jù)的檢測[4]。接下來,建立邊坡異常監(jiān)控模型,設(shè)置邊緣層的服務(wù)器數(shù)目為k,并將任務(wù)分配給各服務(wù)器。將設(shè)置在邊坡位置的服務(wù)器設(shè)為Z=(1, 2, ..., k),并設(shè)定終端設(shè)備與邊坡位置服務(wù)器之間的傳送帶寬。在此基礎(chǔ)上,建立了一種用于邊坡穩(wěn)定監(jiān)測的獨立樹[5],并對其加以限制,其約束條件如下:

      (1)

      式中:x為服務(wù)器中需要訓(xùn)練的獨立樹的數(shù)量;Zmax為最大值。將數(shù)據(jù)集進行節(jié)點填充,并在數(shù)據(jù)集中任意選擇一個屬性q,將數(shù)據(jù)放在當前節(jié)點的子節(jié)點中,剩下的節(jié)點依次排列[6]?;贖TTP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議完成數(shù)據(jù)傳輸,對存儲數(shù)據(jù)進行處理。邊坡服務(wù)器數(shù)量計算公式為:

      (2)

      式中:y為獨立樹樣本數(shù)值。子節(jié)點重復(fù)生成新的子節(jié)點,直至滿足終止條件。文中選取了一系列任務(wù),對不同的序列進行了交換,得到了一個新的定位?;谧罴雅鋵Σ呗裕陋毩浣?。設(shè)置樹的高度,得到坡服務(wù)器中獨立樹結(jié)構(gòu)數(shù)量。綜上,完成邊坡監(jiān)測傳感器結(jié)構(gòu)部署。

      1.2 人工黃土邊坡穩(wěn)定性分析

      運用GIS工具進行邊坡空間分析,將結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與邊坡數(shù)據(jù)疊加,構(gòu)建合適的彈性結(jié)構(gòu)模型。將測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點云數(shù)據(jù),使用摩爾-庫侖屈服準則對其進行轉(zhuǎn)換:

      (3)

      式中:δ1為最大主應(yīng)力;δ2為最小應(yīng)力;λ為內(nèi)粘力;o為摩擦角度。由于黃土邊坡在降雨條件下穩(wěn)定性會發(fā)生一定變化,可能導(dǎo)致形成破裂面的位置改變,從而影響對黃土邊坡穩(wěn)定性的評價。因此,在施工過程中,結(jié)合對人工黃土邊坡穩(wěn)定性的研究,選擇合適的邊坡坡率。同時,考慮水位變化,在降雨過程中隨著降雨持續(xù)時間和滲入程度的變化,邊坡的穩(wěn)定性也會發(fā)生變化。因此,我們設(shè)定一定的邊界條件:左右為水平滑動約束,上下為自由邊界。使用STM主機對不合格的數(shù)據(jù)進行篩選,以得到邊坡在自然狀態(tài)下的土層參數(shù)結(jié)果。為確保施工期間的安全,考慮到各種因素的影響,采用MySQL數(shù)據(jù)庫對施工期進行安全監(jiān)測。根據(jù)變形監(jiān)測測點布置原則,在邊坡上布置單點位移計。從自錨桿端頭位置開始,依次間隔布置應(yīng)力計,每根錨桿上布置一定數(shù)量的鋼筋應(yīng)力計,并將測力計安裝在孔口墊板上。以此來完成監(jiān)測設(shè)備布置,以獲取更為準確的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。

      1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測邊坡數(shù)據(jù)

      運用傳感器進行信息采集時,為提高監(jiān)測精度,需要覆蓋整個邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測區(qū)域,并及時采集所有基準點相關(guān)數(shù)據(jù)。首先設(shè)置N個節(jié)點,然后將消息傳遞給簇頭,對簇頭進行信息融合,最后將消息傳遞給網(wǎng)關(guān)。運用加權(quán)算法搜索不同節(jié)點所對應(yīng)的最優(yōu)解,獲得最佳監(jiān)測數(shù)據(jù)[7]。故第r個節(jié)點的輸出方程為:

      (4)

      式中:α為加權(quán)估計值。根據(jù)上述內(nèi)容,設(shè)計輔助函數(shù)來計算加權(quán)估計值,并建立方程組計算最優(yōu)加權(quán)因子的估計誤差,從中得到最小值結(jié)果[8]。通過濾波方式,可以獲取最小值節(jié)點的數(shù)值,其中節(jié)點值越小,權(quán)重越大。因此,在測量過程中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠獲得更真實的數(shù)據(jù)。在這種情況下,節(jié)點傳輸有效數(shù)據(jù),并且設(shè)置監(jiān)測子網(wǎng)中的簇數(shù)為b,利用關(guān)系矩陣法處理簇間數(shù)據(jù)。假設(shè)簇頭節(jié)點輸出的數(shù)據(jù)為g,符合Gaus分布,對不同傳感器之間的置信距離進行計算,以得到傳輸距離,其計算公式為:

      (5)

      式中:g為置信距離。在此基礎(chǔ)上,計算各傳感器的可信距離。隨著數(shù)值的減小,各傳感器間距逐漸減小。為分析監(jiān)控的有效性,需要將可信度引入網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成關(guān)聯(lián)矩陣,再將其轉(zhuǎn)化為節(jié)點的量測閾值[9]。比較計算的傳輸距離與閾值的關(guān)系,在閾值范圍內(nèi)均能夠?qū)崿F(xiàn)精準監(jiān)測。因此,根據(jù)計算結(jié)果獲得傳感器在邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中的信息結(jié)果并輸出[10],以有效降低網(wǎng)絡(luò)能耗,使得信息融合,實現(xiàn)同步監(jiān)測。

      2 實驗測試與分析

      2.1 實驗準備

      使用高精度位移傳感器監(jiān)測邊坡位移。高靈敏應(yīng)力傳感器監(jiān)測到拉力的變化后,將信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集箱,數(shù)據(jù)采集箱通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鹘K端。對于整個邊坡而言,內(nèi)部埋設(shè)錨索應(yīng)力等不同類型的監(jiān)測點。選取合適的間距布置導(dǎo)線,在山體坡面上布置位移傳感器和應(yīng)力傳感器,將邊坡納入監(jiān)控區(qū)域。根據(jù)工程實際情況,確定位移計等設(shè)備的固定位置,鉆孔后使用膨脹螺栓固定,另一端則固定在鋼索導(dǎo)線上,記錄測力計的編號。同時,觀察信號電纜是否有破損。運用GEO有限單元分析軟件對黃土邊坡進行數(shù)值模擬與分析。為提高監(jiān)測精度,需要運用文中設(shè)計的監(jiān)測模型對邊坡變形數(shù)據(jù)集進行觀測。觀測點示意圖如圖2所示。

      實際邊坡變形量為1 150.32 mm,計算經(jīng)過文中監(jiān)測模型監(jiān)測的變形量與實際值的濾波殘差結(jié)果,預(yù)期目標在0.5 mm范圍內(nèi)為較合理的精度。

      2.2 結(jié)果與分析

      根據(jù)現(xiàn)場和施工情況,在邊坡東側(cè)布置15個監(jiān)測點,對不同監(jiān)測點的累積位移形變量進行觀測,得到具體形變量結(jié)果如圖3所示。

      在不同時間內(nèi),由圖中結(jié)果可以得到邊坡監(jiān)測的形變量數(shù)據(jù)。運用文中監(jiān)測方法進行12期的邊坡變形量結(jié)果觀測,經(jīng)過計算后,得到的殘差值見表1所列。

      通過表中數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)過12期觀測,邊坡變形量監(jiān)測與實際值之間的濾波殘差結(jié)果均在0~0.4 mm,符合預(yù)期設(shè)定的精度目標,說明運用文中監(jiān)測方法能夠準確監(jiān)測邊坡變形。監(jiān)測模型具有一定的可靠性,對邊坡的變形趨勢可以進行長期預(yù)測。

      3 結(jié) 語

      通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工黃土邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中的應(yīng)用創(chuàng)新,利用多種傳感器對邊坡進行實時監(jiān)測,24小時實時傳輸雨量、裂縫等施工現(xiàn)場具體數(shù)據(jù),加快了施工總體進度,從而實現(xiàn)了對邊坡地質(zhì)災(zāi)害的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測。但該設(shè)計還在成本結(jié)算、工期分配方面存在不足,在今后的研究中,將利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對采集的各種數(shù)據(jù)進行處理,提取出有用的邊坡位移信息。通過對大量數(shù)據(jù)進行分析,及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,通過公路邊坡安全監(jiān)測平臺發(fā)出警示信息,減少邊坡失穩(wěn)事故造成的財力物力損失,實現(xiàn)對邊坡的動態(tài)監(jiān)測,提高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測的準確性。

      參考文獻

      [1]陳蘭蘭,夏益強,肖海平,等.露天礦邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測方法研究現(xiàn)狀及進展[J].測繪通報,2022,78(5):7-13.

      [2]任佳麗,熊勇,程永輝,等.基于原位監(jiān)測和模型試驗的膨脹土高邊坡穩(wěn)定性分析[J].巖土工程學報,2022,44(s2):183-187.

      [3]邢恩達,盧斌強,曹麗,等.露天礦高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測與分析[J].科技通報,2021,37(6):89-94.

      [4]郭從潔,時偉,楊忠年,等.凍融作用下初始含水率對膨脹土邊坡穩(wěn)定性的影響研究[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2021,53(1):69-79.

      [5]齊留洋,王德勝,劉占全,等.改進加權(quán)距離判別分析模型的邊坡爆破穩(wěn)定性判別[J].中國有色金屬學報,2021,31(7):1989-1996.

      [6]張詔飛,席偉.基于FLAC3D-RAR的邊坡穩(wěn)定性分析和監(jiān)測預(yù)警[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2023,43(5):63-68.

      [7]王嘉,王敬翔,張慧,等.南芬露天鐵礦排土場高陡邊坡穩(wěn)定性分析及監(jiān)測設(shè)計[J].金屬礦山,2022,57(12):226-232.

      [8]董建軍,梅媛,閆斌,等.高海拔排土場邊坡安全穩(wěn)定性D-InSAR監(jiān)測[J].安全與環(huán)境學報,2022,22(5):2514-2523.

      [9]嵇其偉,史克友,洪英維.基于預(yù)應(yīng)力監(jiān)測的錨固邊坡整體穩(wěn)定性分析[J].科學技術(shù)與工程,2022,22(34):15269-15276.

      [10]何義磊,張云龍,張冠軍,等.顧及系統(tǒng)偏差的BDS鐵路邊坡監(jiān)測方法[J].測繪通報,2023,69(4):64-70.

      作者簡介:喬 龍(1992—),男,陜西咸陽人,本科,工程師,研究方向為巖土工程。

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