Мониторинг деформации

Радиотелеметрический проводной экстензометр для контроля деформации откосов.

Мониторинг деформации (также называемый исследованием деформации ) — это систематическое измерение и отслеживание изменений формы или размеров объекта в результате напряжений, вызванных приложенными нагрузками. Мониторинг деформации является основным компонентом регистрации измеренных значений, который может использоваться для дальнейших вычислений, анализа деформаций, профилактического обслуживания и подачи сигналов тревоги. ^[1]

Мониторинг деформаций в первую очередь связан с областью прикладных изысканий , но может также иметь отношение к гражданскому строительству, машиностроению, строительству и геологии. Измерительные устройства, используемые для мониторинга деформации, зависят от применения, выбранного метода и предпочтительного интервала измерения.

Измерительные устройства

Измерительные устройства (или датчики) можно разделить на две основные группы: геодезические и геотехнические датчики. Оба измерительных устройства можно легко комбинировать в современном мониторинге деформаций.

Геодезические измерительные устройства измеряют географическую привязку (относительно установленных мест за пределами зоны мониторинга) смещения или перемещения в одном, двух или трех измерениях. Оно включает в себя использование таких инструментов, как тахеометры , нивелиры , InSAR , ^[2] и приемники глобальной навигационной спутниковой системы .
Геотехнические измерительные устройства измеряют перемещения или движения и связанные с ними воздействия или условия окружающей среды без внешней географической привязки. Это включает в себя использование таких инструментов, как экстензометры , ^[3] пьезометры , прессометры , дождемеры , термометры , барометры , наклономеры , ^[4] акселерометры , сейсмометры и т. д.

Приложение

Мониторинг деформации может потребоваться в следующих случаях:

Плотины ^[5]
Дороги
Туннели ^[6]
Мосты и виадуки ^[7]
Высотные и исторические здания ^[8]
Фонды
Строительные площадки ^[9]
Горное дело ^[10]
Оползневые районы ^[11]
Вулканы ^[12]
Районы расселения
Зоны землетрясений
Зоны проседания земель ^[13]^[14]

Методы

Мониторинг деформации может быть ручным или автоматическим. Ручной мониторинг деформации — это работа датчиков или приборов вручную или ручная загрузка собранных данных с приборов мониторинга деформации. Автоматический мониторинг деформаций — работа группы программно-аппаратных элементов мониторинга деформаций, настроенная и не требующая для функционирования участия человека.

Обратите внимание, что анализ деформаций и интерпретация данных, собранных системой мониторинга, не включены в это определение.

Для автоматического мониторинга деформаций необходимы инструменты для связи с базовой станцией. Используемые методы связи включают в себя:

Кабель передачи ( RS-232 , RS-485 , оптоволокно )
Локальная сеть ( LAN )
Беспроводная локальная сеть ( WLAN )
Мобильная связь ( GSM , GPRS , UMTS )
WiMax

Регулярность и график

Регулярность мониторинга и временной интервал измерений должны учитываться в зависимости от применения и объекта мониторинга. Объекты могут подвергаться как быстрому, высокочастотному движению, так и медленному, постепенному движению. Например, мост может колебаться с периодом в несколько секунд под воздействием движения транспорта и ветра, а также постепенно смещаться из-за тектонических изменений.

Регулярность : варьируется от дней, недель или лет для ручного мониторинга и непрерывного для автоматических систем мониторинга.
Интервал измерения : от долей секунды до часов.

Анализ деформации

Анализ деформации направлен на определение того, является ли измеренное смещение достаточно значительным, чтобы гарантировать реакцию. Данные о деформации необходимо проверить на статистическую значимость , а затем сверить с указанными пределами и просмотреть, чтобы увидеть, не влекут ли движения ниже указанных пределов потенциальные риски.

Программное обеспечение получает данные от датчиков, вычисляет значимые значения на основе измерений, записывает результаты и может уведомлять ответственных лиц в случае превышения порогового значения. Тем не менее, человек-оператор должен принимать взвешенные решения о соответствующем реагировании на перемещение, например, независимая проверка посредством инспекций на месте, реактивный контроль, такой как структурный ремонт, и реагирование на чрезвычайные ситуации, такие как процессы остановки, процессы локализации и эвакуация с объекта.

См. также

Ссылки

^ Литература, под редакцией Дж.Ф.А. Мура (1992). Мониторинг строительных конструкций . Блэки и Сын, ООО. ISBN 0-216-93141-X , США и Канада ISBN 0-442-31333-0
^ Дай, Керен; Ли, Чжэньхун; Томас, Роберто; Лю, Госян; Ю, Бинг; Ван, Сяовэнь; Ченг, Хайцинь; Чен, Цзяцзюнь; Стокэмп, Джулия (декабрь 2016 г.). «Мониторинг активности на мегаоползне Дагуанбао (Китай) с использованием интерферометрии временных рядов Sentinel-1 TOPS» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 186 : 501–513. Бибкод : 2016RSEnv.186..501D . дои : 10.1016/j.rse.2016.09.009 . hdl : 10045/58331 . ISSN 0034-4257 .
^ Браун, Джон Мануэль; Лозано, Энтони; Кузнец, Джерард; Мюлес, Хоакин; Родригес, Анхель (15 сентября 2013 г.). «Инструментальный мониторинг проседаний вследствие отбора подземных вод в городе Мурсия (Испания)» Экологические науки о Земле . 70 (5): 1957–1963. Бибкод : 2013EES....70.1957P . дои : 10.1007/s12665-013-2710-7 . ISSN 1866-6280 . S2CID 129563648 .
^ Диас, Э.; Роблес, П.; Томас, Р. (октябрь 2018 г.). «Мультитехнический подход к оценке ущерба и усилению зданий, расположенных на просадочных участках: пример исследования 7-этажного железобетонного здания в Мурсии (ЮВ, Испания)». Инженерные сооружения . 173 : 744–757. Бибкод : 2018EngSt.173..744D . doi : 10.1016/j.engstruct.2018.07.031 . hdl : 10045/77547 . ISSN 0141-0296 . S2CID 115671942 .
^ Томас, Р.; Кано, М.; Гарсиа-Барба, Дж.; Висенте, Ф.; Эррера, Г.; Лопес-Санчес, Дж.М.; Майорки, JJ (май 2013 г.). «Мониторинг земляной плотины с использованием дифференциальной SAR-интерферометрии: плотина Ла-Педрера, Аликанте, Испания». Инженерная геология . 157 : 21–32. Бибкод : 2013EngGe.157...21T . дои : 10.1016/j.enggeo.2013.01.022 . ISSN 0013-7952 .
^ Мартинес Марин, Рубен; Силлерико, Элеонора; Эскерро, Пабло; Марчамало, Мигель; Эррера, Херардо; Хард, Хавьер (5 августа 2015 г.). «Мониторинг проседания грунта в городских условиях: тоннели М-30 под городом Мадрид (Испания): Мониторинг проседания грунта в городских условиях: тоннели М-30 в городе Мадрид (Испания)» . Инженерия и исследования . 35 (2): 30–35. doi : 10.15446/ing.investig.v35n2.46614 . ISSN 2248-8723 .
^ пастор Хосе Луис; Томас, Роберто; Леттьери, Лука; Рикельме, Адриан; Кано, Мигель; Инфанте, Донато; Рамондини, Массимо; Ди Мартире, Диего (12 августа 2019 г.). «Интеграция данных из нескольких источников для исследования глубокого оползня, повлиявшего на мост» . Дистанционное зондирование . 11 (16): 1878. Бибкод : 2019RemS...11.1878P . дои : 10.3390/rs11161878 . hdl : 10045/95884 . ISSN 2072-4292 .
^ Томас, Роберто; ГАРСИА-БАРБА, Хавьер; КАНО, Мигель; Санабриа, Маргарита П; Иворра, Сальвадор; ДУРО, Хавьер; Эррера, Херардо (ноябрь 2012 г.). «Вспомогательная оценка ущерба готической церкви с использованием дифференциальной интерферометрии и полевых данных». Структурный мониторинг здоровья . 11 (6): 751–762. дои : 10.1177/1475921712451953 . hdl : 10045/55037 . ISSN 1475-9217 . S2CID 112142102 .
^ Томас, Роберто; ГАРСИА-БАРБА, Хавьер; КАНО, Мигель; Санабриа, Маргарита П; Иворра, Сальвадор; ДУРО, Хавьер; Эррера, Херардо (ноябрь 2012 г.). «Вспомогательная оценка ущерба готической церкви с использованием дифференциальной интерферометрии и полевых данных» . Структурный мониторинг здоровья . 11 (6): 751–762. дои : 10.1177/1475921712451953 . hdl : 10045/55037 . ISSN 1475-9217 .
^ Эррера, Г.; Альварес Фернандес, Мичиган; Томас, Р.; Гонсалес-Нисьеса, К.; Лопес-Санчес, JM; Альварес Виджил, AE (сентябрь 2012 г.). «Судебно-медицинский анализ зданий, пострадавших от просадки горных работ, на основе дифференциальной интерферометрии (Часть III)». Инженерный анализ отказов . 24 : 67–76. doi : 10.1016/j.engfile.2012.03.003 . hdl : 20.500.12468/749 . ISSN 1350-6307 .
^ Дай, Керен; Ли, Чжэньхун; Томас, Роберто; Лю, Госян; Ю, Бинг; Ван, Сяовэнь; Ченг, Хайцинь; Чен, Цзяцзюнь; Стокэмп, Джулия (декабрь 2016 г.). «Мониторинг активности на мегаоползне Дагуанбао (Китай) с использованием интерферометрии временных рядов Sentinel-1 TOPS» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 186 : 501–513. Бибкод : 2016RSEnv.186..501D . дои : 10.1016/j.rse.2016.09.009 . hdl : 10045/58331 . ISSN 0034-4257 .
^ Фернандес Дж.; Ю, Т.-Т.; Родригес-Веласко, Г.; Гонсалес-Матесанс, Дж.; Ромеро, Р.; Родригес, Г.; Кирос, Р.; Далда, А.; Апарисио, А.; Бланко, MJ (июнь 2003 г.). «Новая система геодезического мониторинга на вулканическом острове Тенерифе, Канарские острова, Испания. Сочетание методов InSAR и GPS» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 124 (3–4): 241–253. Бибкод : 2003JVGR..124..241F . дои : 10.1016/S0377-0273(03)00073-8 .
^ Томас, Р.; Ромеро, Р.; Мулас, Дж.; Мартурия, Джей-Джей; Майорки, Джей-Джей; Лопес-Санчес, JM; Эррера, Г.; Гутьеррес, Ф.; Гонсалес, П.Дж.; Фернандес Дж.; Дуке, С.; Конча-Димас, А.; Коксли, Г.; Кастаньеда, К.; Карраско, Д. (январь 2014 г.). «Методы радиолокационной интерферометрии для изучения явлений оседания грунта: обзор практических проблем на примере Испании» . Экологические науки о Земле . 71 (1): 163–181. Бибкод : 2014EES....71..163T . дои : 10.1007/s12665-013-2422-z . hdl : 10261/82968 . ISSN 1866-6280 .
^ Томас, Роберто; МАРКЕС, Иоланда; Лопес-Санчес, Хуан М.; Дельгадо, Хосе; Бланко, Пабло; Майорки, Хорди Х.; Мартинес, Моника; Эррера, Херардо; Мюлес, Хоакин (октябрь 2005 г.). «Картирование проседания грунта, вызванного чрезмерной эксплуатацией водоносного горизонта, с использованием усовершенствованной дифференциальной SAR-интерферометрии: тематическое исследование Vega Media на реке Сегура (юго-восток Испании)» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 98 (2–3): 269–283. Бибкод : 2005RSEnv..98..269T . дои : 10.1016/j.rse.2005.08.003 . ISSN 0034-4257 .
^ «Циклоп» . Сиксенс . Проверено 3 декабря 2022 г.

Литература, Б. Глисич и Д. Инауди (2008). Волоконно-оптические методы мониторинга состояния конструкций . Уайли. ISBN 978-0-470-06142-8
Литература, Джон Данниклифф (1988,1993). Геотехнические приборы для мониторинга производительности месторождений . Уайли. ISBN 0-471-00546-0

Дальнейшее чтение

American Surveyor, Повышенный мониторинг (стр. 6-12). Архивировано 3 марта 2016 г. в Wayback Machine.
Боццано, Франческа; Чиприани, Иван; Маццанти, Паоло; Престининци, Альберто (2011). «Схемы смещения оползня, вызванного деятельностью человека: данные наземного мониторинга InSAR». Природные опасности . 59 (3): 1377. Бибкод : 2011NatHa..59.1377B . дои : 10.1007/s11069-011-9840-6 . S2CID 52085843 .
Крупнейший медный рудник в Северной Америке, автоматизированная интегрированная система мониторинга шахт. Архивировано 3 марта 2016 г. на Wayback Machine.
Использование радара устойчивости склона (SSR) для управления опасностями, связанными с нестабильностью склона, Бюллетень AusIMM, январь/февраль 2008 г.
Применение и ограничения автоматизированных моторизованных тахеометров Дуглас С. Рой, PE, M.ASCE и Пьер Гувен, AMASCE
The American Surveyor (октябрь 2007 г.) - Круглосуточный мониторинг конструкций, без выходных. Архивировано 3 марта 2016 г. в Wayback Machine.
Мониторинг карьеров с использованием комбинированных спутниковых приемников GNSS и роботизированных тахеометров
Инженерные решения с Trimble 4D Control, Trimble Survey Controller, Технический документ по тахеометру Trimble S8, Trimble, 2007 г.
Достижения в области RTK и мониторинга с постобработкой с помощью одночастотного GPS
Обнаружение движения башни с помощью мультисенсорной системы
Мониторинг кинематики мостов Гонконга в реальном времени через разрыв
РИС 2001 – Разработка программного обеспечения современной системы мониторинга

[1] Литература, под редакцией Дж.Ф.А. Мура (1992). Мониторинг строительных конструкций . Блэки и Сын, ООО. ISBN 0-216-93141-X , США и Канада ISBN 0-442-31333-0

[2] Дай, Керен; Ли, Чжэньхун; Томас, Роберто; Лю, Госян; Ю, Бинг; Ван, Сяовэнь; Ченг, Хайцинь; Чен, Цзяцзюнь; Стокэмп, Джулия (декабрь 2016 г.). «Мониторинг активности на мегаоползне Дагуанбао (Китай) с использованием интерферометрии временных рядов Sentinel-1 TOPS» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 186 : 501–513. Бибкод : 2016RSEnv.186..501D . дои : 10.1016/j.rse.2016.09.009 . hdl : 10045/58331 . ISSN 0034-4257 .

[3] Браун, Джон Мануэль; Лозано, Энтони; Кузнец, Джерард; Мюлес, Хоакин; Родригес, Анхель (15 сентября 2013 г.). «Инструментальный мониторинг проседаний вследствие отбора подземных вод в городе Мурсия (Испания)» Экологические науки о Земле . 70 (5): 1957–1963. Бибкод : 2013EES....70.1957P . дои : 10.1007/s12665-013-2710-7 . ISSN 1866-6280 . S2CID 129563648 .

[4] Диас, Э.; Роблес, П.; Томас, Р. (октябрь 2018 г.). «Мультитехнический подход к оценке ущерба и усилению зданий, расположенных на просадочных участках: пример исследования 7-этажного железобетонного здания в Мурсии (ЮВ, Испания)». Инженерные сооружения . 173 : 744–757. Бибкод : 2018EngSt.173..744D . doi : 10.1016/j.engstruct.2018.07.031 . hdl : 10045/77547 . ISSN 0141-0296 . S2CID 115671942 .

[5] Томас, Р.; Кано, М.; Гарсиа-Барба, Дж.; Висенте, Ф.; Эррера, Г.; Лопес-Санчес, Дж.М.; Майорки, JJ (май 2013 г.). «Мониторинг земляной плотины с использованием дифференциальной SAR-интерферометрии: плотина Ла-Педрера, Аликанте, Испания». Инженерная геология . 157 : 21–32. Бибкод : 2013EngGe.157...21T . дои : 10.1016/j.enggeo.2013.01.022 . ISSN 0013-7952 .

[6] Мартинес Марин, Рубен; Силлерико, Элеонора; Эскерро, Пабло; Марчамало, Мигель; Эррера, Херардо; Хард, Хавьер (5 августа 2015 г.). «Мониторинг проседания грунта в городских условиях: тоннели М-30 под городом Мадрид (Испания): Мониторинг проседания грунта в городских условиях: тоннели М-30 в городе Мадрид (Испания)» . Инженерия и исследования . 35 (2): 30–35. doi : 10.15446/ing.investig.v35n2.46614 . ISSN 2248-8723 .

[7] пастор Хосе Луис; Томас, Роберто; Леттьери, Лука; Рикельме, Адриан; Кано, Мигель; Инфанте, Донато; Рамондини, Массимо; Ди Мартире, Диего (12 августа 2019 г.). «Интеграция данных из нескольких источников для исследования глубокого оползня, повлиявшего на мост» . Дистанционное зондирование . 11 (16): 1878. Бибкод : 2019RemS...11.1878P . дои : 10.3390/rs11161878 . hdl : 10045/95884 . ISSN 2072-4292 .

[8] Томас, Роберто; ГАРСИА-БАРБА, Хавьер; КАНО, Мигель; Санабриа, Маргарита П; Иворра, Сальвадор; ДУРО, Хавьер; Эррера, Херардо (ноябрь 2012 г.). «Вспомогательная оценка ущерба готической церкви с использованием дифференциальной интерферометрии и полевых данных». Структурный мониторинг здоровья . 11 (6): 751–762. дои : 10.1177/1475921712451953 . hdl : 10045/55037 . ISSN 1475-9217 . S2CID 112142102 .

[9] Томас, Роберто; ГАРСИА-БАРБА, Хавьер; КАНО, Мигель; Санабриа, Маргарита П; Иворра, Сальвадор; ДУРО, Хавьер; Эррера, Херардо (ноябрь 2012 г.). «Вспомогательная оценка ущерба готической церкви с использованием дифференциальной интерферометрии и полевых данных» . Структурный мониторинг здоровья . 11 (6): 751–762. дои : 10.1177/1475921712451953 . hdl : 10045/55037 . ISSN 1475-9217 .

[10] Эррера, Г.; Альварес Фернандес, Мичиган; Томас, Р.; Гонсалес-Нисьеса, К.; Лопес-Санчес, JM; Альварес Виджил, AE (сентябрь 2012 г.). «Судебно-медицинский анализ зданий, пострадавших от просадки горных работ, на основе дифференциальной интерферометрии (Часть III)». Инженерный анализ отказов . 24 : 67–76. doi : 10.1016/j.engfile.2012.03.003 . hdl : 20.500.12468/749 . ISSN 1350-6307 .

[11] Дай, Керен; Ли, Чжэньхун; Томас, Роберто; Лю, Госян; Ю, Бинг; Ван, Сяовэнь; Ченг, Хайцинь; Чен, Цзяцзюнь; Стокэмп, Джулия (декабрь 2016 г.). «Мониторинг активности на мегаоползне Дагуанбао (Китай) с использованием интерферометрии временных рядов Sentinel-1 TOPS» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 186 : 501–513. Бибкод : 2016RSEnv.186..501D . дои : 10.1016/j.rse.2016.09.009 . hdl : 10045/58331 . ISSN 0034-4257 .

[12] Фернандес Дж.; Ю, Т.-Т.; Родригес-Веласко, Г.; Гонсалес-Матесанс, Дж.; Ромеро, Р.; Родригес, Г.; Кирос, Р.; Далда, А.; Апарисио, А.; Бланко, MJ (июнь 2003 г.). «Новая система геодезического мониторинга на вулканическом острове Тенерифе, Канарские острова, Испания. Сочетание методов InSAR и GPS» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 124 (3–4): 241–253. Бибкод : 2003JVGR..124..241F . дои : 10.1016/S0377-0273(03)00073-8 .

[13] Томас, Р.; Ромеро, Р.; Мулас, Дж.; Мартурия, Джей-Джей; Майорки, Джей-Джей; Лопес-Санчес, JM; Эррера, Г.; Гутьеррес, Ф.; Гонсалес, П.Дж.; Фернандес Дж.; Дуке, С.; Конча-Димас, А.; Коксли, Г.; Кастаньеда, К.; Карраско, Д. (январь 2014 г.). «Методы радиолокационной интерферометрии для изучения явлений оседания грунта: обзор практических проблем на примере Испании» . Экологические науки о Земле . 71 (1): 163–181. Бибкод : 2014EES....71..163T . дои : 10.1007/s12665-013-2422-z . hdl : 10261/82968 . ISSN 1866-6280 .

[14] Томас, Роберто; МАРКЕС, Иоланда; Лопес-Санчес, Хуан М.; Дельгадо, Хосе; Бланко, Пабло; Майорки, Хорди Х.; Мартинес, Моника; Эррера, Херардо; Мюлес, Хоакин (октябрь 2005 г.). «Картирование проседания грунта, вызванного чрезмерной эксплуатацией водоносного горизонта, с использованием усовершенствованной дифференциальной SAR-интерферометрии: тематическое исследование Vega Media на реке Сегура (юго-восток Испании)» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 98 (2–3): 269–283. Бибкод : 2005RSEnv..98..269T . дои : 10.1016/j.rse.2005.08.003 . ISSN 0034-4257 .

[15] «Циклоп» . Сиксенс . Проверено 3 декабря 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]