[发明专利]复杂地质条件下的联合围堰健康预测系统

说明书

本发明公开了复杂地质条件下的联合围堰健康预测系统，包括监测模块、数据处理模块、安全状态评估模块、预警报警模块和仿真显示模块，其中监测模块包括无线传感器网络、应变传感器组件和位移传感器，数据处理模块包括采集中心站、信号调理器和信号传输装置，安全状态评估模块包括微处理器，预警报警模块包括分析处理器和报警器，仿真显示模块包括三维GIS仿真平台。本发明实现了对复杂地质条件下的联合围堰结构健康的实时监控，并且能够根据监测数据预测复杂地质条件下的联合围堰结构的剩余寿命，在全覆盖、全天候监测上达到了前所未有的高度。

技术领域

本发明涉及围堰结构健康监测领域，具体涉及复杂地质条件下的联合围堰健康预测系统。

背景技术

相关技术中的联合围堰结构，其在整周围堰中分段设置混凝土抗滑桩段和锁口钢管桩段，以所述混凝土抗滑桩段中的前端混凝土抗滑桩和尾部混凝土抗滑桩分别与所述锁口钢管桩段中的尾部锁口钢管桩以及前端锁口钢管桩相接构成封闭的整周围堰。

上述复杂地质条件下的联合围堰结构一般通过监测传感器进行健康监测，然而传感器大多数无法根据监测的数据预测该联合围堰结构的剩余寿命。这一缺陷导致复杂地质条件下的联合围堰结构维护人员需要通过自己的相关经验判断传感器所反馈的数据，降低了对复杂地质条件下的联合围堰结构监测的及时性，同时也大大增加了复杂地质条件下的联合围堰结构维护人员的工作量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供复杂地质条件下的联合围堰健康预测系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

复杂地质条件下的联合围堰健康预测系统，包括：

(1)监测模块，包括对复杂地质条件下的联合围堰结构健康进行监测的无线传感器网络、用于监测复杂地质条件下的联合围堰结构各危险部位的应变传感器组件和位移传感器，所述无线传感器网络全覆盖对复杂地质条件下的联合围堰结构健康结构进行监测，同时，网络采用先进的物理信息融合系统，对复杂地质条件下的联合围堰结构健康结构的实时感知；所述位移传感器以用于监测危险部位位移变化的工作基点和用于校核工作基点稳定性的全局基准点为基础进行三维空间位移监测，所述复杂地质条件下的联合围堰结构的各危险部位、工作基点和全局基准点通过对复杂地质条件下的联合围堰结构进行有限元模拟分析确定；所述应变传感器组件包括参数性能及结构完全相同的工作用应变传感器和温度补偿用应变传感器，所述工作用应变传感器和温度补偿用应变传感器串联后设置于复杂地质条件下的联合围堰结构的各个危险部位上；

(2)数据处理模块，其包括采集中心站、对采集中心站收集到的数据进行调理放大处理的信号调理器和对信号调理器处理的数据进行传送的信号传输装置；

(3)安全状态评估模块，所述安全状态评估模块包括连接信号传输装置的微处理器，所述微处理器将由信号传输装置传送的位移数据进行计算得到两个时间阶段t之间的平均位移差，由于复杂地质条件下的联合围堰结构存在热胀冷缩现象因此先要对位移差进行补偿，然后将平均位移差与规定位移差阈值进行比较，判断所述平均位移差是否处于安全状态，并根据应变传感器组件24h的监测数据进行计算，得到应力幅谱，根据应力幅谱计算结构的剩余疲劳寿命，并将所述剩余疲劳寿命与结构设计疲劳寿命进行比较，判断所述剩余疲劳寿命是否处于安全状态；

a、平均位移差Δs的计算公式为：