一种抗浮锚杆应力监控方法、系统、终端设备及存储介质与流程

本技术涉及结构监测领域，尤其涉及一种抗浮锚杆应力监控方法、系统、终端设备及存储介质。

背景技术：

1、囊式扩体锚杆是一种用于岩土工程中的支护技术，也称为囊式锚索或囊式锚杆锚索，它由钢丝绳、钢管和注浆囊组成。囊式扩体锚杆的钢丝绳通过连接装置与岩石或土体连接，固定在锚体内部的注浆囊上。注浆囊内充注高压浆液，使其充分膨胀，形成一个压实的囊体。囊体与锚杆形成连接，提供了较大的锚固力和支护效果。

2、其中，锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对的锚杆施加预应力，锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。锚固段在垫层顶部完成预应力张拉锁定后直接拉力和基础筏板作用在一起，预应力的损失程度、后期抗浮直接反映在基础筏板混凝土应力状态变化中，对基础筏板混凝土的健康监测和损伤识别起到关键作用。

3、在高层建筑应用中，由于高层建筑使用功能需要，一般都会在相邻侧边设有裙房或地下车库，其主楼地下室与裙房地下室或地下车库在很多项目中都会连接成整体，但根据很多实际工程后期的回访，在高层建筑主楼和裙房或者车库的交界处会出现大量的裂缝，这是由于主楼和裙房所受到的外部荷载分布不均匀，如建筑自重、地震荷载等，导致囊式扩体锚杆应力不均匀。

4、在实际应用中，由于预应力损失的程度和混凝土内部应力变化不易量化，从而无法提前对筏板结构可能出现的裂缝等质量问题做出有效判断，导致工程技术人员难以及时采取针对性地措施对筏板结构的质量问题进行消除。

技术实现思路

1、为了及时有效地对筏板结构可能出现的裂缝等质量问题做出有效判断，从而提升对筏板结构质量问题的预测效果，本技术提供一种抗浮锚杆应力监控方法、系统、终端设备及存储介质。

2、第一方面，本技术提供一种抗浮锚杆应力监控方法，包括以下步骤：

3、获取锚杆应力数据和混凝土应变数据；

4、根据预设趋势分析规则对所述锚杆应力数据和所述混凝土应变数据进行分析，生成对应的趋势分析数据；

5、对所述趋势分析数据进行机理分析，生成对应的机理分析结果；

6、若所述机理分析结果为强度差异，则获取对应的强度差异数据，并结合锚杆筏板设计参数，生成锚杆区域对应的损伤特征；

7、根据所述损伤特征建立所述锚杆区域对应的一级损伤预测模型，并结合所述损伤特征的历史数据集，生成所述锚杆区域对应的损伤预测结果；

8、若所述机理分析结果为异常变化，则获取对应的非线性趋势数据，并根据所述非线性趋势数据模拟所述锚杆区域对应的损伤分布数据；

9、根据所述损伤分布数据建立所述锚杆区域对应的二级损伤预测模型，并根据所述损伤分布数据对应的同类独立数据集对所述二级损伤预测模型进行评估，生成对应的评估数据；

10、若所述评估数据符合预设损伤评估标准，则获取所述二级损伤预测模型对应所述锚杆区域的所述损伤预测结果；

11、根据所述损伤预测结果对所述锚杆区域进行力学分析，生成所述锚杆区域对应的安全系数作为监控结果。

12、通过采用上述技术方案，对锚杆应力数据和混凝土应变数据对应的趋势进行机理分析，以便于根据机理分析结果对当前抗浮锚杆应力以及筏板混凝土应变情况做出准确初期判断，若机理分析结果为强度差异，则说明当前锚杆应力情况和混凝土呈现不一致趋势，为了进一步预测其可能对筏板结构产生的损伤，则根据筏板结构当前对应的损伤特征生成相应的一级损伤预测模型，然后结合上述损伤特征对应的历史数据集进行对比分析，得出筏板结构相应的损伤预测结果，若机理分析结果为异常变化，则说明此时锚杆应力和混凝土应变出现突然变化或者非线性的趋势，可能导致筏板结构出现更为严重的异常情况，随即根据非线性趋势数据预测出筏板结构相应的损伤分布数据，并根据该损伤分布数据建立相应的二级损伤预测模型，为了进一步提升预测的准确性则根据损伤分布数据对应的同类独立数据集对二级损伤预测模型进行评估，进而得出筏板结构相应的损伤预测结果，由于通过对抗浮锚杆应力以及筏板混凝土应变的初期检测判定，以及后期根据抗浮锚杆应力和筏板混凝土应变数据预测筏板结构相关损伤影响的演变规律，从而可及时有效地对筏板结构可能出现的裂缝等质量问题做出有效判断，提升了对筏板结构质量问题的预测效果。

13、可选的，所述若所述机理分析结果为强度差异，则获取对应的强度差异数据，并结合锚杆筏板设计参数，生成所述筏板结构对应的损伤特征包括以下步骤：

14、若所述机理分析结果为强度差异，则获取锚杆区域对应的锚杆设计参数；

15、结合所述锚杆设计参数和所述强度差异数据，获取所述锚杆区域对应锚固点的受力数据；

16、若所述受力数据不符合预设筏板承载标准，则获取对应的目标锚固点；

17、根据所述目标锚固点在所述锚杆区域的受力分布，生成所述筏板结构对应的所述损伤特征。

18、通过采用上述技术方案，根据目标锚固点在锚杆区域的受力分布，可准确地分析出筏板结构可能出现的相关损伤特征，从而提升了筏板结构损伤特征预测效果。

19、可选的，根据所述目标锚固点在所述锚杆区域的受力分布，生成所述筏板结构对应的所述损伤特征包括以下步骤：

20、获取所述受力分布对应的受力分析项，所述受力分析项包括锚固点数量、锚固点位置和锚固点间距；

21、若所述受力分析项不符合根据预设工程安全标准对应的参数规范区间，则获取对应的异常受力分析项并判断所述受力分析项的数量；

22、若所述异常受力分析项为单项，则判断所述异常受力分析项和所述受力分析项之间是否存在关联性；

23、若所述异常受力分析项和所述受力分析项之间存在关联性，则获取对应的关联分析项，并结合所述关联分析项对应的相关系数，生成所述筏板结构对应的所述损伤特征。

24、通过采用上述技术方案，根据关联分析项与其对应的相关系数即异常受力分析项和所述受力分析项之间的关联影响程度，从而可以更加直观地观测出异常受力分析项与受力分析项之间的相互影响，提升了筏板结构损伤特征的预测效果。

25、可选的，在若所述受力分析项不符合根据预设工程安全标准对应的参数规范区间，则获取对应的异常受力分析项并判断所述受力分析项的数量之后还包括以下步骤：

26、若所述异常受力分析项为多项，则分别获取各个所述异常受力分析项对应的异常参数；

27、结合所述异常参数和预设损伤参数分析表，生成对应的预测损伤项和所述预测损伤项对应的损伤诱发概率；

28、结合所述预测损伤项和所述损伤诱发概率，生成对应的筏板预测损伤解析图。

29、通过采用上述技术方案，通过计算预测损伤项对应的损伤诱发概率，可以评估不同损伤的发生概率，从而有助于确定哪些损伤项是最可能发生的，从而有针对性地制定维护计划和预防措施。

30、可选的，在若所述机理分析结果为异常变化，则获取对应的非线性趋势数据，并根据所述非线性趋势数据模拟所述筏板结构对应的损伤分布数据之后还包括以下步骤：

31、结合所述损伤分布数据和筏板结构特性，生成对应的预测损伤类型；

32、若所述预测损伤类型为多个，则获取各个所述预测损伤类型对应的损伤程度；

33、结合各个所述预测损伤类型对应的损伤属性和所述损伤程度，生成对应的筏板损伤分布图。

34、通过采用上述技术方案，分析损伤分布数据和考虑筏板结构特性，可以提前预测筏板可能出现的损伤类型，从而有助于及时采取相应的维护和修复措施，减少损伤进一步扩大进而影响筏板结构的安全性。

35、可选的，在所述结合各个所述预测损伤类型对应的损伤属性和所述损伤程度，生成对应的筏板损伤分布图之后还包括以下步骤：

36、根据所述筏板损伤分布图，获取对应的损伤分布区域；

37、获取所述损伤分布区域对应所述预测损伤类型的损伤诱因；

38、若所述损伤诱因为多个，则结合各个所述损伤诱因对应的诱因属性和修复效率，生成对应所述损伤分布区域的排查优先级。

39、通过采用上述技术方案，综合考虑损伤诱因的属性和修复效率，确定排查优先级，可以制定更科学、合理的维护决策，从而有助于维护人员制定更具针对性和可操作性的维护计划，提高维护决策的准确性和有效性。

40、可选的，在根据所述损伤分布数据建立所述筏板结构对应的二级损伤预测模型，并根据所述损伤分布数据对应的同类独立数据集对所述二级损伤预测模型进行评估，生成对应的评估数据之后还包括以下步骤：

41、若所述评估数据不符合所述预设损伤评估标准，则获取所述同类独立数据集中对应的损伤预测项；

42、根据所述损伤预测项和所述损伤预测项对应的实时预测参数，生成所述损伤预测项对应的预警动态走势表。

43、通过采用上述技术方案，根据该预警动态走势表可以更加直观地显示损伤预测项的实时动态进展，从而提升了对损伤预测项的预警效果。

44、第二方面，本技术提供一种抗浮锚杆应力监控系统，包括：

45、数据获取模块，用于获取锚杆应力数据和混凝土应变数据；

46、趋势分析模块，用于根据预设趋势分析规则对所述锚杆应力数据和所述混凝土应变数据进行分析，生成对应的趋势分析数据；

47、机理分析模块，用于对所述趋势分析数据进行机理分析，生成对应的机理分析结果；

48、差异判定模块，若所述机理分析结果为强度差异，则所述差异判定模块用于获取对应的强度差异数据，并结合锚杆筏板设计参数，生成筏板结构对应的损伤特征；

49、一级损伤预测模块，用于根据所述损伤特征建立所述筏板结构对应的一级损伤预测模型，并结合所述损伤特征的历史数据集，生成所述筏板结构对应的损伤预测结果；

50、异常判定模块，若所述机理分析结果为异常变化，则所述异常判定模块用于获取对应的非线性趋势数据，并根据所述非线性趋势数据模拟所述筏板结构对应的损伤分布数据；

51、二级损伤预测模块，根据所述损伤分布数据建立所述筏板结构对应的二级损伤预测模型，并根据所述损伤分布数据对应的同类独立数据集对所述二级损伤预测模型进行评估，生成对应的评估数据；

52、评估模块，若所述评估数据符合预设损伤评估标准，则获取所述二级损伤预测模型对应所述筏板结构的所述损伤预测结果；

53、监控输出模块，根据所述损伤预测结果对所述筏板结构进行力学分析，生成所述筏板结构对应的安全系数作为监控结果。

54、通过采用上述技术方案，根据趋势分析模块对锚杆应力数据和混凝土应变数据对应的趋势进行机理分析，以便于通过机理分析模块根据机理分析结果对当前抗浮锚杆应力以及筏板混凝土应变情况做出准确初期判断，若经过差异判定模块判定机理分析结果为强度差异，则说明当前锚杆应力情况和混凝土呈现不一致趋势，为了进一步预测其可能对筏板结构产生的损伤，则根据筏板结构当前对应的损伤特征生成相应的一级损伤预测模型，然后结合上述损伤特征对应的历史数据集进行对比分析，通过一级损伤预测模块生成筏板结构相应的损伤预测结果，若经过异常判定模块判定机理分析结果为异常变化，则说明此时锚杆应力和混凝土应变出现突然变化或者非线性的趋势，可能导致筏板结构出现更为严重的异常情况，随即根据非线性趋势数据预测出筏板结构相应的损伤分布数据，并通过二级损伤预测模块根据该损伤分布数据建立相应的二级损伤预测模型，为了进一步提升预测的准确性则根据损伤分布数据对应的同类独立数据集通过评估模块对二级损伤预测模型进行评估，进而得出筏板结构相应的损伤预测结果，由于通过对抗浮锚杆应力以及筏板混凝土应变的初期检测判定，以及后期根据抗浮锚杆应力和筏板混凝土应变数据预测筏板结构相关损伤影响的演变规律，从而可及时有效地对筏板结构可能出现的裂缝等质量问题做出有效判断，提升了对筏板结构质量问题的预测效果。

55、第三方面，本技术提供一种终端设备，采用如下的技术方案：

56、一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机指令，所述处理器加载并执行计算机指令时，采用了上述的一种抗浮锚杆应力监控系统。

57、通过采用上述技术方案，通过将上述的一种抗浮锚杆应力监控系统生成计算机指令，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而，根据存储器及处理器制作终端设备，方便使用。

58、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

59、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器加载并执行时，采用了上述的一种抗浮锚杆应力监控系统。

60、通过采用上述技术方案，通过将上述的一种抗浮锚杆应力监控系统生成计算机指令，并存储于计算机可读存储介质中，以被处理器加载并执行，通过计算机可读存储介质，方便计算机指令的可读及存储。

61、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：对锚杆应力数据和混凝土应变数据对应的趋势进行机理分析，以便于根据机理分析结果对当前抗浮锚杆应力以及筏板混凝土应变情况做出准确初期判断，若机理分析结果为强度差异，则说明当前锚杆应力情况和混凝土呈现不一致趋势，为了进一步预测其可能对筏板结构产生的损伤，则根据筏板结构当前对应的损伤特征生成相应的一级损伤预测模型，然后结合上述损伤特征对应的历史数据集进行对比分析，得出筏板结构相应的损伤预测结果，若机理分析结果为异常变化，则说明此时锚杆应力和混凝土应变出现突然变化或者非线性的趋势，可能导致筏板结构出现更为严重的异常情况，随即根据非线性趋势数据预测出筏板结构相应的损伤分布数据，并根据该损伤分布数据建立相应的二级损伤预测模型，为了进一步提升预测的准确性则根据损伤分布数据对应的同类独立数据集对二级损伤预测模型进行评估，进而得出筏板结构相应的损伤预测结果，由于通过对抗浮锚杆应力以及筏板混凝土应变的初期检测判定，以及后期根据抗浮锚杆应力和筏板混凝土应变数据预测筏板结构相关损伤影响的演变规律，从而可及时有效地对筏板结构可能出现的裂缝等质量问题做出有效判断，提升了对筏板结构质量问题的预测效果。