Анализ опыта применения систем лазерного сканирования для мониторинга деформаций

Содержание

Введение 3

1 Область применения лазерного сканирования для мониторинга деформаций 4

1.1 Мониторинг шахтных стволов 4

1.2 Определение деформаций тоннелей 4

1.3 Геомониторинг инженерных сооружений 7

1.4 Определение деформаций на карьерах 8

2 Методика мониторинга деформаций при помощи систем лазерного сканирования 10

2.1 Производство полевых работ 10

2.2 Обработка данных и определение деформаций 11

3 Преимущества технологии лазерного сканирования для решения задачи мониторинга деформаций 15

Заключение 17

Список используемых источников 18

Введение

Для обеспечения безопасности функционирования инженерных сооружений широко применяется геодезический мониторинг, цель которого заключается в своевременном выявлении критических величин деформаций, установлении причин их возникновения, составлении прогнозов развития деформаций, выработке и принятии мер по устранению действия неблагоприятных процессов. На сегодняшний день задачи геодезического мониторинга инженерных сооружений и анализа их деформаций являются наиболее сложными, поскольку требуют максимальной точности измерений, автоматизации процесса наблюдений, максимальной надежности геодезических приборов и оборудования, наличия чрезвычайно гибких инструментов обработки и анализа данных.

Для решения данных задач наиболее широкое распространение получили методы мониторинга с помощью глобальных навигационных спутниковых систем, электронных тахеометров и лазерного сканирования.

Лазерное сканирование по сравнению с другими методами мониторинга имеет ряд преимуществ: высокую скорость определения, а также точность и плотность всех измерений. С помощью лазерного сканирования создается цифровая модель пространства в виде набора точек с координатами в этом пространстве. Результатом всех измерений является модель объекта, которая состоит из большого набора точек, каждая точка имеет координаты с точностью до миллиметров. Смысл данного метода содержится в нахождении координат точек в пространстве с помощью лазерного без отражательного дальномера посредством измерения расстояния от уже известных точек.

Данная научно-исследовательская работа посвящена рассмотрению применения метода лазерного сканирования для мониторинга деформаций.

1 Область применения лазерного сканирования для мониторинга деформаций

Лазерное сканирование применяется в случае крупногабаритных объектов, в том числе для большепролетных стержневых пространственных конструкций с большим количеством элементов и узлов проведение полномасштабных измерений с применением тахеометров становится затруднительным в виду значительного количества точек измерений. В таких ситуациях становится целесообразным использование современных лазерных сканеров, позволяющих проводить измерения до 100 000 измерений в секунду с точностью в диапазоне от 1 мм до 10 мм на расстояниях до 1000 м.

1.1 Мониторинг шахтных стволов

Проходка шахтных стволов является наиболее трудозатратным и технически сложным процессом. При проектировании стволов в сложных горно-геологических условиях необходимо использовать современные и эффективные методы расчета с целью выбора конструкции крепи, обладающей необходимой несущей способностью.

При наблюдении за деформациями крепей стволов методом лазерного сканирования, система закрепляется под днищем клети и производит сканирование вертикального шахтного ствола. Данный метод позволяет осуществить геомеханический мониторинг с необходимой точностью и получить