一种基于建筑工程沉降变形的观测方法及装置与流程

本发明涉及建筑工程沉降观测的，尤其是涉及一种基于建筑工程沉降变形的观测方法及装置。

背景技术：

1、建筑工程沉降观测是一种针对建筑物地基、基础及上部结构竖向变形开展的周期性精密变形监测工作。

2、在建筑工程沉降观测的过程中，通常使用流体静力水准测量来进行沉降检测，流体静力水准仪基于连通器原理，使用时先将一个基准储液罐安装于被测结构物稳定区域的高位，其余测点储液罐通过通液管和通气管与该基准储液罐相互连通。在观测的过程中，系统在各测点容器内充满液体使其液面在静止状态下处于同一大地水准面，通过安装在测点容器内的液位传感器测量液面的相对液位变化，即可计算出该测点相对于基准点的高程变化量，从而得到各测点的实时沉降量。

3、在建筑工程沉降观测的过程中，受液体的粘滞性和管壁阻力的作用，在一个被测点出现沉降情况时，被测点容器的液面需要较长时间才能静止到新的平衡位置，导致测量周期变长、数据反馈滞后。

技术实现思路

1、为了提高建筑工程沉降观测的效率，本发明提供一种基于建筑工程沉降变形的观测方法及装置。

2、第一方面，本发明提供一种基于建筑工程沉降变形的观测方法，采用如下的技术方案：

3、一种基于建筑工程沉降变形的观测方法，包括：

4、s10：响应于建筑沉降观测指令，采集建筑参数；

5、s11：基于建筑参数得到稳定高位点以设置基准储液罐；

6、s12：从建筑参数中调取沉降观测点；

7、s13：结合沉降观测点、基准储液罐以及建筑参数得到设定管道参数；

8、s14：以预设的恒定水头控制基准储液罐中的液体持续流向设定管道参数中预设的限流结构；

9、s15：采集沉降观测点的检测液体流速；

10、s16：通过检测液体流速与设定管道参数得到实时沉降量；

11、s17：根据各个沉降观测点的实时沉降量生成建筑沉降监测数据并上传。

12、通过采用上述技术方案，通过对建筑参数与检测液体流速进行分析以生成建筑沉降监测数据并上传，无需等待液体从扰动状态恢复至静止状态，各观测点的沉降数据由流速变化直接反映，缩短单次沉降数据的获取时间，提高建筑工程沉降观测的效率。

13、可选的，得到设定管道参数的方法包括：

14、s20：基于沉降观测点与稳定高位点得到检测连线；

15、s21：基于建筑参数进行三维模型分析以调取实体建筑区域；

16、s22：对比检测连线与实体建筑区域的重合情况从建筑参数中调取实体建筑区域的建筑尺寸；

17、s23：从建筑参数中调取实体建筑区域的周围建筑参数；

18、s24：结合周围建筑参数与建筑尺寸得到管道周边尺寸；

19、s25：通过管道周边尺寸与检测连线得到设定管道参数。

20、通过采用上述技术方案，通过三维模型分析与周边尺寸计算，将建筑实体障碍物及周围建筑的空间约束量化为管道周边尺寸，再结合检测连线生成设定管道参数，从而能够自动规划出避开障碍物及相邻构筑物的最优管路走向，减少现场人工放样与返工，提高管道敷设的准确性和施工效率。

21、可选的，得到实时沉降量的方法包括：

22、s30：从设定管道参数中调取检测长度和检测管径；

23、s31：基于设定管道参数得到圆弧转弯的弯曲半径与下降弧度；

24、s32：基于下降弧度、检测长度、检测管径以及弯曲半径得到流量系数；

25、s33：结合检测液体流速与流量系数得到实时沉降量。

26、通过采用上述技术方案，从设定管道参数中提取检测长度、管径、弯曲半径及下降弧度，并据此得到流量系数，再结合实测流速反演实时沉降量，从而能够通过预先标定的流体力学模型将动态流速转换为高精度的沉降数据，消除传统液位测量中的静置等待时间，提高沉降观测的实时性与计算精度。

27、可选的，还包括：

28、s40：通过建筑参数与设定管道参数得到基准变化速率；

29、s41：更新检测液体流速并计算出流速变化量；

30、s42：依据流速变化量与检测液体流速得到实际变化速率；

31、s43：对比实际变化速率与基准变化速率的超出情况从检测液体流速中调取弯曲半径的弯曲流速；

32、s44：根据弯曲流速的实际变化速率匹配异物参数；

33、s45：通过弯曲流速、设定管道参数以及沉降观测点得到异物位置；

34、s46：基于异物位置与异物参数进行异物去除以继续更新检测液体流速。

35、通过采用上述技术方案，通过对比实际流速变化率与基准变化率来判断管路中是否存在异物，并利用弯曲流速的变化特征匹配异物参数及位置，以指导异物清除，从而能够及时发现并定位因异物等引起的局部扰动，自动修正流速数据并恢复测量准确性，提高系统长期运行的可靠性和自动化维护能力。

36、可选的，还包括：

37、s50：采集检测液体流速对应的液体温度值；

38、s51：根据检测液体流速、预设的液体规格以及液体温度值得到动力粘度；

39、s52：基于液体温度值更新设定管道参数；

40、s53：根据动力粘度与设定管道参数更新实时沉降量。

41、通过采用上述技术方案，通过实时采集液体温度并计算动力粘度，同时根据热膨胀效应修正管道长度与内径，再更新流量系数与实时沉降量，从而能够减少环境温度变化对液体粘度及管路几何尺寸的影响，降低出现沉降反演模型中的温度漂移误差的情况，提高数据测量的稳定性与准确性。

42、可选的，还包括：

43、s60：通过稳定高位点、沉降观测点、恒定水头以及设定管道参数得到初始压力差值；

44、s61：根据初始压力差值匹配基准流速；

45、s62：对比检测液体流速与基准流速计算出流速偏差率；

46、s63：当流速偏差率超出预设的基准阈值时，则基于流速偏差率与基准阈值得到标记下降弧度；

47、s64：使用标记下降弧度更新设定管道参数。

48、通过采用上述技术方案，通过计算初始压力差值与基准流速，对比实测流速产生流速偏差率，并利用偏差率反向修正标记下降弧度，从而能够自动补偿因施工敷设误差、管路沉降变形等原因导致的实际下降弧度与设计值之间的偏差，提高系统的自适应能力与数据准确性。

49、可选的，得到实时沉降量的方法还包括：

50、s70：基于稳定高位点与建筑参数得到标记检测高度；

51、s71：控制无人机以预设的时间间隔飞行至稳定高位点的标记检测高度，并采集无人机预设的拉力线的检测拉力值；

52、s72：根据标记检测高度调取基准拉力值；

53、s73：对比检测拉力值与基准拉力值的超出情况计算出拉力偏差值；

54、s74：依据拉力偏差值更新稳定高位点并更新实时沉降量。

55、通过采用上述技术方案，通过无人机定期飞至标记检测高度并采集检测拉力值，与基准拉力值对比得到拉力偏差值，以计算出基准点的高程变化量并修正所有观测点的实时沉降量，从而能够校验基准储液罐是否发生绝对沉降，减少出现基准点沉降的系统性误差的情况，提高得到建筑沉降数据的准确性。

56、可选的，还包括：

57、s80：控制无人机以预设的时间间隔飞行时采集标记拉力值；

58、s81：根据标记拉力值采集无人机的标记位置点；

59、s82：通过标记位置点与稳定高位点得到横向水平距离；

60、s83：更新标记拉力值并计算出拉力变化值；

61、s84：结合拉力变化值与标记拉力值得到基准储液罐的倾斜角度；

62、s85：依据倾斜角度更新稳定高位点与实时沉降量。

63、通过采用上述技术方案，通过在无人机水平移动过程中连续采集标记拉力值及对应位置点，计算出拉力变化值与横向水平距离以匹配出基准储液罐的倾斜角度，并依据倾斜角度修正稳定高位点与实时沉降量，从而能够识别因地基不均匀沉降引起的基准储液罐倾斜并进行数据补偿，以提高基准点校验的全面性与沉降数据的可信度。

64、可选的，还包括：

65、s90：采集周围环境信息；

66、s91：基于周围环境信息与建筑参数建立检测环境模型；

67、s92：从周围环境信息中调取预设的检测间隔内的影响磁力介质；

68、s93：从检测环境模型中调取影响磁力介质的介质分布参数；

69、s94：通过介质分布参数修正基准拉力值、检测拉力值以及标记拉力值。

70、通过采用上述技术方案，通过采集周围环境信息并建立检测环境模型，识别影响磁力介质及其分布参数，再对基准拉力值、检测拉力值及标记拉力值进行反向修正，从而能够剥离温度、湿度、气压、悬浮颗粒物及电磁干扰等环境因素对磁吸拉力测量的影响，提高无人机在复杂户外环境下的校验基准点的准确性。

71、第二方面，本技术提供一种基于建筑工程沉降变形的观测装置，采用如下的技术方案：

72、一种基于建筑工程沉降变形的观测装置，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行一种基于建筑工程沉降变形的观测方法的计算机程序。

73、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

74、1.通过对建筑参数与检测液体流速进行分析以生成建筑沉降监测数据并上传，从而能够不再需要等待液体从扰动状态恢复至静止状态，各观测点的沉降数据由流速变化直接反映，缩短单次沉降数据的获取时间，提高建筑工程沉降观测的效率；

75、2.通过无人机定期飞至标记检测高度并采集检测拉力值，与基准拉力值对比得到拉力偏差值，以计算出基准点的高程变化量并修正所有观测点的实时沉降量，从而能够校验基准储液罐是否发生绝对沉降，减少出现基准点沉降的系统性误差的情况，提高得到建筑沉降数据的准确性；

76、3.通过在无人机水平移动过程中连续采集标记拉力值及对应位置点，计算出拉力变化值与横向水平距离以匹配出基准储液罐的倾斜角度，并依据倾斜角度修正稳定高位点与实时沉降量，从而能够识别因地基不均匀沉降引起的基准储液罐倾斜并进行数据补偿，以提高基准点校验的全面性与沉降数据的可信度。