基于精密光電三角高程的高鐵路基凍脹監(jiān)測(cè).pdf

1、我國(guó)北方季節(jié)性凍土分布廣泛。隨著高速鐵路建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)在高寒季節(jié)凍土區(qū)修建了多條高速鐵路，這些高鐵路基在冬春兩季都面臨著路基凍脹問(wèn)題。雖然高鐵路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了多種防凍脹措施，但是凍脹問(wèn)題仍然不可避免。采用合適的方法對(duì)高鐵路基凍脹變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)對(duì)于列車安全運(yùn)行具有重要意義。精密光電三角高程測(cè)量已經(jīng)在許多工程應(yīng)用中用以代替精密水準(zhǔn)測(cè)量。但是，在低溫嚴(yán)寒的苛刻條件下，其能否滿足高鐵路基凍脹監(jiān)測(cè)的要求還是未知。因此本文提出基于測(cè)量機(jī)器人精

2、密光電三角高程的高鐵路基凍脹監(jiān)測(cè)方法，研究其可行性并探究路基凍脹變化規(guī)律。
　　根據(jù)上述研究目標(biāo)，本文首先闡述了三角高程測(cè)量的原理和影響其高差精度的誤差源;其后，有針對(duì)性地采用自由設(shè)站三角高程測(cè)量的方法，在保證測(cè)量效率的前提下盡量減少或削弱誤差的來(lái)源，提高測(cè)量精度。為了研究路基凍脹和軌面高程平順性變化的相關(guān)性關(guān)系，利用全站儀和軌檢小車測(cè)量軌面高程的變化，并將相同里程的路基和軌面高程變化進(jìn)行對(duì)比，分析路基凍脹對(duì)軌道不平順產(chǎn)生的影響。

3、
　　采用三角高程測(cè)量進(jìn)行高鐵路基凍脹監(jiān)測(cè)必須要建立合適的監(jiān)測(cè)模型才能測(cè)得變形量并研究其變化規(guī)律。本文采用高速鐵路精密水準(zhǔn)測(cè)量檢查CPⅢ控制點(diǎn)的穩(wěn)定性，將三角高程測(cè)量成果與二等水準(zhǔn)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，檢查其精度是否滿足要求;對(duì)于自由設(shè)站三角高程測(cè)量，建立合適的外業(yè)觀測(cè)幾何模型，平差計(jì)算時(shí)將相鄰直接高差轉(zhuǎn)換成間接高差，在顧及部分相鄰間接高差相關(guān)性的前提下定權(quán)并平差計(jì)算，據(jù)此開(kāi)發(fā)三角高程數(shù)據(jù)處理軟件，使其具有平差計(jì)算和凍脹分析的功能。

4、
　　對(duì)外業(yè)觀測(cè)的數(shù)據(jù)處理分析表明:高寒地區(qū)基于精密光電三角高程凍脹監(jiān)測(cè)的方法是可行的;在氣溫不低于-15℃時(shí)能滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求，不低于-25℃時(shí)能滿足高速鐵路精密水準(zhǔn)測(cè)量精度的要求。除去地基沉降對(duì)凍脹的影響后，監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程經(jīng)過(guò)一個(gè)凍融循環(huán)后又回到了和初值接近的狀態(tài)，其變化的規(guī)律與以往凍脹變形的趨勢(shì)基本一致;路基的變形和軌面高程的平順性變化具有較好的跟隨性。這些研究成果對(duì)于三角高程測(cè)量的應(yīng)用、凍脹變形規(guī)律的探索具有一定的參考價(jià)