【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，适用于路基施工监测领域。
技术介绍
1、随着经济的发展和基础设施建设的不断推进，路基工程在各种复杂地质条件下的施工需求日益增加。特别是在采空区等特殊地质环境下，路基因受地下空洞或松软层的影响，其稳定性和承载力往往难以满足正常使用要求。为了确保路基工程的安全性和可靠性，注浆加固技术应运而生，通过向地基中注入浆液，填充空隙，增强路基材料的力学性能，从而提高路基的整体稳定性。
2、然而，注浆加固施工过程中存在诸多不确定性因素，如地下空洞的大小、形状、分布，以及注浆材料的选择、注浆压力的控制等，都可能影响加固效果。此外，施工过程中可能遇到的复杂边界条件，如邻近建筑物、管线、环境保护区域等，也对施工安全提出了更高要求。因此，传统的施工监测方法已难以满足当前工程的需求，亟需发展更为科学、精准的监测及预警技术。
3、目前关于复杂多边界条件下的采空区路基注浆加固施工的安全监测方面，对针对的是“点”的监测，即按照一定距离布置监测点位获得监测数据，通过监测数据分析窥探采空区的位移变化情况；但是这种方法存在很大的弊端，采空区出现较大位移变化或者塌陷，而这些出现危险的部位恰巧处于监测点以外，则目前的安全监测方法不能够有效的监测采空区的变化，容易出现安全事故，尤其是在复杂多边界条件下的采空区，常常由于边界条件复杂不能够较好的布置监测点位，；针对于此，我们需要一种更加全面的更具有安全性的复杂多边界条件下的采空区路基注浆加固施工的安全监测方法，因此，我们提出了一种“点面
技术实现思路
1、本专利技术的目的，是为了解决目前亟需要一种更加全面的更具有安全性的复杂多边界条件下的采空区路基注浆加固施工的安全监测方法，因此，提出了复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，
2、本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
3、复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法步骤为：
4、s101，监测点位的安装；
5、所述监测点位的安装，包括地面位移监测点位的安装和图像监测点位的安装，所述地面位移监测点位为m个，所述图像监测点位为n个，所述图像监测点位由固定在安全位置的高清摄像头组成，所述地面位移监测点位布置在采空区边缘；
6、s102，监测数据的获取；
7、所述监测数据的获取，包括地面位移监测数据的获取和图像监测照片的获取，所述地面位移监测数据基于所述地面位移监测点位按照一定时间间隔获得，所述图像监测照片基于所述图像监测点位按照一定时间间隔拍照获得；
8、所述监测数据的获取，包括在所述采空区路基注浆工作开始时同步开启监测数据的获取工作；
9、s103，图像监测照片的分析；
10、所述图像监测照片的分析，包括对所述获得的图像监测照片采用光流法分析获得特征点位移预测值，所述采用光流法分析获得特征点位移的步骤为：a)照片预处理，对所属获得的图像监测照片进行预处理，所述预处理的方法为去噪、增强对比度和对齐图像，b)光流计算，采用卢卡斯-卡纳德光流算法，在图像中选择好明显的特征点，计算所述图像监测照片的按照获取时间的相邻照片的光流，获得特征点的位移向量，c)记录每个特征点在不用时间点的位移数据，生成位移时间序列；d)根据所述获得的位移时间序列采用循环神经网络rnn构建预测模型获得下一个时间间隔的特征点位移预测值；
11、s104，地面位移监测数据的分析；
12、所述地面位移监测数据的分析，包括对所述地面位移监测数据采用长短期记忆神经网络构建预测模型获得地面位移监测数据预测值，所述获得地面位移监测数据预测值方法的步骤为：a)整理所述位移数据，进行缺失值查补，b)数据进行归一化处理，c)构建长短期记忆神经网络预测模型，d)使用所述位移数据对所述预测模型进行模型训练和模型测试，最终获得最终预测模型，e)根据所述预测模型获得所述地面位移监测数据预测值；
13、s105，综合分析；
14、所述综合分析，包括根据所述采空区的地形地质实际情况制定特征点位移预警标准和地面位移监测数据预警标准，当所述特征点位移预测值达到所述特征点位移预警标准或所述地面位移监测数据预测值达到所述地面位移监测数据预警标准，则发出预警。
15、进一步的，上述s102中，所述地面位移监测数据的获取包括采用全站仪或水准仪进行观测获得。
16、进一步的，上述s103中，所述去噪的方法采用百度ai图像去噪的方法。
17、进一步的，上述s103中，所述卢卡斯-卡纳德光流算法的参数设置为：窗口大小设置为(15，15)，最大层级设置为1，最大迭代次数设置为20，收敛阈值设置为0.01。
18、进一步的，所述s105中，所述特征点位移预警标准获取的方法为：a)对所述所有特征点进行一定时间的监测采用卢卡斯-卡纳德光流算法，获得特征点的位移向量，b)根据所述特征点的位移向量计算所述特征点的平均位移值和标准差σ，c)根据公式(1)计算获得阈值θ，所述阈值θ即为所述特征点位移预警标准；
19、
20、式中，η为安全系数与所述采空区的地质条件和采空区尺寸有关，取值为1.5～2.0。
21、综上所述，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
22、本专利技术采用高清摄像技术和先进的图像处理技术，并结合地面位移监测，更为准确的获得路面微小变化，提升了监测数据的准确性；根据采空区的地形地质条件制定适宜的预警标准，具有较为广泛的适用性。
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1.复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法的步骤为：
2.根据权利要求1所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述2)中，所述地面位移监测数据的获取包括采用全站仪或水准仪进行观测获得。
3.根据权利要求2所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述3)中，所述去噪的方法采用百度AI图像去噪的方法。
4.根据权利要求2所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述3)中，所述卢卡斯-卡纳德光流算法的参数设置为：窗口大小设置为(15，15)，最大层级设置为1，最大迭代次数设置为20，收敛阈值设置为0.01。
5.根据权利要求2所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述5)中，所述特征点位移预警标准获取的方法为：a)对所述所有特征点进行一定时间的监测采用卢卡斯-卡纳德光流算法，获得特征点的位移向量，b)根据所述特征点的位移向量计算所述特征
...【技术特征摘要】
1.复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法的步骤为：
2.根据权利要求1所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述2)中，所述地面位移监测数据的获取包括采用全站仪或水准仪进行观测获得。
3.根据权利要求2所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及预警方法，其特征在于，所述3)中，所述去噪的方法采用百度ai图像去噪的方法。
4.根据权利要求2所述的复杂多边界条件采空区路基注浆加固施工监测及...
【专利技术属性】
技术研发人员：王惠鸿，姜方兴，曾仲和，林治平，贺菲，陆治周，徐乐，曹建，田军，童文杰，黄国忠，曹玉红，黄泉文，
申请(专利权)人：中交四航局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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