基于三維激光掃描技術的邊坡形變監(jiān)測及形變趨勢分析.pdf

1、三維激光掃描技術是一門新興的測量技術，在實際應用中，它和傳統(tǒng)的邊坡監(jiān)測技術還是有一定的區(qū)別。相比于傳統(tǒng)的測量方法，三維激光掃描技術無需埋設監(jiān)測設備，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云數(shù)據(jù)擁有三維坐標，且?guī)в蠷GB顏色屬性，數(shù)據(jù)經過處理后可以進行三維建模，得到整個坡體的三維模型，其點云的密度和精度都能很好的對測量物體進行還原。我們可以通過不同時期獲取的點云數(shù)據(jù)來反映出邊坡在某一段時間的形變趨勢，對監(jiān)測

2、的結果進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得到的不同時期白鶴灘水電站左岸進水口邊坡的點云數(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，設定邊界條件來進行邊坡的形變趨勢分析，證明了三維激光掃描技術能很好的應用于邊坡形變監(jiān)測中，而且可以動態(tài)實時的反饋邊坡形變在某一時間段的變形趨勢。
　　本研究主要內容包括：⑴對三維激光掃描技術的特點

3、進行了了解，并對數(shù)據(jù)的采集流程，數(shù)據(jù)處理方法進行了研究，對邊坡加固后的不同時期的兩組點云數(shù)據(jù)進行了后續(xù)的處理，并進行了坐標轉換，實現(xiàn)了點云數(shù)據(jù)的拼接。使用Cyclone軟件對噪聲點進行了處理，得到了地表信息的點云數(shù)據(jù)，通過確定特征點來建立邊坡的三維模型。⑵對獲取的點云數(shù)據(jù)進行了三維建模，找到了一種可以削弱偶然誤差的方法，通過實驗進行了精度分析，并將這種方法應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軟件中進行網格剖分，

4、網格的大小滿足計算的精度即可。通過假定計算模型，設定邊界條件，利用 FLAC3D軟件進行數(shù)值模擬計算，假定靜力的狀態(tài)下對邊坡體進行計算分析，得出各個方向的應力、應變云圖，計算出安全系數(shù)，對某一段時間的邊坡形變趨勢進行分析，針對不同的結果對邊坡問題進行處理。⑷通過削弱偶然誤差后的實驗分析，得到了比較明顯的改善，點位誤差從±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可以高效、實時