中国公路学报

作者：程云建, 王辉, 仇文革

单位：1. 西南石油大学　土木工程与测绘学院，四川　成都　610599","2. 西南交通大学　土木工程学院，四川　成都　610031

关键词：隧道工程,位移场监测,二维连续小波变换,三维激光扫描技术,稳定刚体参照

<p>为实现快速、自动化、高精度的隧道掌子面整体监测，基于三维激光点云提出了一种掌子面挤出位移场监测方法，其中包括简单易行、精度高的刚体参照引入方法和隧道非刚体掌子面变形路径追踪技术。首先基于平面应变假设提出了一种基于初期支护纵向方向的稳定刚体参照；然后基于局部小变形刚体假设和二维连续小波表达初期支护的波动特征，并使用多级迭代配准算法修正初期支护的位置，实现刚体参照的配准；最后使用点云法向量聚类算法分割隧道掌子面，并基于局部小变形刚体假设和路径追踪算法获取每期掌子面的位移路径，得到掌子面挤出位移场。对所提方法的有效性在高速公路隧道进行了试验验证，并将估算的掌子面挤出位移结果分别与传统刚体参照下有变形路径追踪和无变形路径追踪的挤出位移进行了定性对比分析，同时又与全站仪监测的挤出结果进行了定量对比分析。结果表明：所提方法能够高精度地监测隧道掌子面的挤出位移场，监测结果与全站仪监测结果对比的中误差为0.83 mm。所提方法可用于掌子面稳定性的监测分析和地质灾害有效预警，从而提高隧道开挖过程的安全性。</p>

来源：2024年第7期

《中国公路学报》期刊编辑部

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