渝黔高速公路边坡动态监测预警系统的开发

论文摘要

我国自上世纪80年代中后期开始进行高等级公路建设,进入上世纪90年代以后,高等级公路建设迅猛发展,公路等级的提高,在路线设计中不可能再沿袭过去“选优避劣”的做法,不可避免地要出现高路堤和深路堑,从而形成越来越多的人工边坡尤其是岩质边坡。因此,对公路岩质边坡的稳定性进行分析评价以及监测将会成为影响各基建工程建设及其后期安全运营的一个重要问题,而边坡监测更是确保工程安全、进行边坡失稳预报和了解坡体失稳机理最重要的手段之一。论文中开发的渝黔高速公路高边坡动态监测预警系统是专为渝黔高速公路设计的基于不等时距灰色GM(1,1)边坡位移预测的集边坡信息管理、监测和预警为一体的边坡日常监测系统。用户可以获得两大功用,其一作为一个数据库管理系统,用户可以用多种方式录入新的监测信息,也可以查询、检索历史监测信息,并对测点监测数据整理分析,结合边坡地质信息共同为边坡的综合稳定性分析评价提供依据;其二是基于边坡位移预测的预警功能,根据现有一些滑坡的统计结果,结合渝黔高速公路具体的水文地质状况,设定了失稳临界值,可以预测边坡失稳。边坡的稳定状况受多种因素的影响,因此为了尽可能多的得到影响边坡稳定的参量信息和表征稳定状况的参量信息,边坡监测尽量做到多参数、多测点集成化监测,采集多个参数的信息,并在边坡现场布设多台监测仪器形成监测网络。基于上述技术构想,对渝黔高速公路高边坡动态监测网的布置进行了具体的说明,设计了工作方案,根据监测网的布置为边坡建立了数据库,设计了数据库表格,用来存储边坡相关数据,并将之作为渝黔高速公路高边坡动态监测预警系统后端数据库。边坡位移是判断边坡变形破坏时刻的重要信息,是多种预报判据所需的必要数据。利用灰色理论预测边坡位移具有需要数据量少、计算简便快速、易于软件化等优点,适用于渝黔高速公路高边坡这种刚刚展开监测,缺少历史监测数据且需要计算大量测点数据的场合。论文改进了传统的灰色GM(1,1),开发了相应的计算软件,通过实例应用所开发软件对边坡位移进行了预测,实际结果表明其拟合精度较好,预测结果正确可靠,能够反映边坡位移的客观存在与发展态势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 边坡监测预警研究现状综述
• 1.2.1 边坡监测的研究现状
• 1.2.2 边坡位移预测的相关方法
• 1.2.3 边坡稳定性的相关应用软件
• 1.3 研究目的与研究内容
• 2 渝黔高速公路高边坡基本信息调查
• 2.1 渝黔高速公路基本情况
• 2.2 渝黔高速公路高边坡基本信息统计
• 2.3 渝黔高速公路高边坡分布规律分析
• 2.4 渝黔高速公路典型高边坡数据整理分析
• 2.4.1 地形地貌
• 2.4.2 地层岩性
• 2.4.3 地质构造
• 2.4.4 气象及水文地质条件
• 2.4.5 公路工程概况
• 2.5 本章小结
• 3 渝黔高速公路高边坡监测网的布置
• 3.1 监测设计方案的主要技术依据及指导原则
• 3.1.1 监测设计方案的主要技术依据
• 3.1.2 监测设计的指导原则
• 3.2 监测工作方案
• 3.2.1 监测数据采集
• 3.2.2 数据传输与信息处理
• 3.2.3 巡视检查
• 3.2.4 主要监测仪器
• 3.2.5 监测工作实施步骤
• 3.3 组织结构
• 3.4 渝黔高速公路高边坡监测工作方案
• 3.4.1 监测场地的确定
• 3.4.2 监测参量的选择
• 3.4.3 自动化实时监测与数据采集系统
• 3.4.4 监测仪器选择
• 3.4.5 监测期间与观测周期
• 3.4.6 日常巡视检查
• 3.4.7 组织结构
• 3.5 本章小结
• 4 边坡动态监测分析算法研究
• 4.1 灰色系统理论
• 4.1.1 灰色系统的概念
• 4.1.2 灰色系统理论研究的主要内容
• 4.1.3 灰预测数据的内涵特点
• 4.2 传统等时距GM（1，1）建模
• 4.2.1 准指数规律判断
• 4.2.2 数据生成
• 4.2.3 GM（1，1）建模方法
• 4.3 基于等时距原理的不等时距GM（1，1）建模
• 4.3.1 不等时距序列与等时距序列的关系
• 4.3.2 不等时距GM（1，1）模型的建模原理
• 4.3.3 不等时距GM（1，1）模型灰参数求解
• 4.3.4 灰预测的检验
• 4.4 工程实例分析
• 4.5 本章小结
• 5 软件的编制
• 5.1 开发环境VISUAL C++6.0 简介
• 5.1.1 Visual C++6.0 概述
• 5.1.2 面向对象的程序设计
• 5.1.3 C++语言简介
• 5.2 系统的总体设计
• 5.2.1 系统需求分析
• 5.2.2 系统流程
• 5.2.3 系统目标
• 5.2.4 系统的功能结构设计
• 5.2.5 数据库系统的层次结构
• 5.3 数据库的设计
• 5.3.1 数据库逻辑结构设计
• 5.3.2 数据库接口技术
• 5.4 用户登录和系统界面
• 5.5 边坡信息管理
• 5.5.1 边坡基本信息
• 5.5.2 边坡养护信息
• 5.5.3 边坡预警信息
• 5.6 边坡监测数据管理
• 5.6.1 数据查询
• 5.6.2 数据添加、修改及删除
• 5.6.3 Excel 文件的导入与导出
• 5.7 位移预测及预警
• 5.7.1 参数设置和位移判据
• 5.7.2 预警功能
• 5.8 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在学习期间发表的论文
• B. 作者在学习期间参加的科研项目