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基于三维激光扫描技术的山岭隧道施工期变形监测研究的任务书
一、研究背景
山区交通建设一般需要越过高山和穿过山脉来完成。在穿山隧道这一环节中，主要面临的问题就是隧道施工所带来的变形和地质灾害的风险。在传统的监测方法中，通常使用精度较低的传感器来监测隧道施工过程中的位移和变形，或者采用手工测量的方式来进行。但是，这种方法的局限性比较明显，数据精度较低，同时监测周期也比较长，不能及时获取关键数据。而随着激光扫描技术的成熟和应用，三维激光扫描技术已经可以精确快速地获取隧道内部的三维信息。因此，基于三维激光扫描技术的山岭隧道施工期变形监测研究，已经成为当前研究的热点和难点问题。
二、研究目的
隧道工程施工进行过程中，地质条件复杂，存在大量不确定性的因素，且工程进度较紧，每天都会有大量数据需要处理，有时候不易及时把握工程进度，因此，本研究的目的是：
1.利用三维激光扫描技术获取隧道内部三维信息，快速精确地监测隧道施工过程中的位移和变形。
2.建立科学合理、实用的山岭隧道施工期三维激光扫描技术监测体系和方法，为隧道施工过程的控制和管理提供科学依据。
3.探索三维激光扫描技术在隧道施工期间的应用价值，为隧道建设和地质灾害防治提供可靠数据支持。
三、研究内容
1.隧道施工期变形监测的理论和方法：以三维激光扫描技术为基础，分析变形监测的基本原理及数据处理量，提出监测方法和监测体系，建立立体化、全方位的变形监测数据库，为隧道施工过程的控制和管理提供科学依据。
2.三维激光扫描技术的现场应用研究：掌握三维激光扫描技术的现场应用操作流程，利用三维激光扫描技术获取隧道内部原始三维数据，建立三维静态和动态模型，对隧道施工过程中的位移和变形进行精确监测。
3.基于三维激光扫描技术的隧道变形监测分析：基于采集到的三维数据，利用构建的监测模型，对隧道施工过程中的位移和变形进行定量分析、统计和评估，为施工管理和控制提供科学依据。
四、研究方法
1.文献资料法：通过收集山区隧道施工、三维激光扫描以及变形监测相关研究文献，对已有研究成果进行总结和整理。
2.数据对比法：对比分析采集到的三维扫描数据、传感器监测数据与实际施工数据，深入探讨隧道施工中的各种问题和变形情况。
3.数学模型法：基于采集到的三维扫描数据，利用监测数据库和数学建模进行计算分析，探索隧道变形规律和变形特征。
五、研究计划及进度
阶段一：文献调研与综述
时间：2021年9月-2021年10月
任务：收集和阅读相关文献，总结和分析已有三维激光扫描技术在隧道施工期变形监测方面的研究现状，撰写文献综述。
阶段二：数据采集与处理
时间：2021年11月-2022年1月
任务：选取山区隧道工程作为样本，采用三维激光扫描技术获取隧道内部的三维点云数据，建立三维模型，导入变形监测数据库，建立完整的三维激光扫描技术变形监测体系。
阶段三：变形监测和分析
时间：2022年2月-2022年5月
任务：运用采集的三维激光扫描数据，对隧道施工期间的位移和变形进行监测和分析，并通过数据对比、建立数据模型等方式对详细监测结果进行评估和分析。
阶段四：数据分析和撰写成果
时间：2022年6月-2022年8月
任务：对阶段三的监测结果进行数据分析和对比后，总结和评估三维激光扫描技术在隧道施工过程中的应用价值，撰写研究报告，并提交相关科研成果。
六、研究预期成果
1.建立具有实际应用价值和可操作性的三维激光扫描技术变形监测体系和方法。
2.对隧道施工期间的变形情况进行快速、精准的监测和分析，提供一系列科学决策依据。
3.提供一种全面、系统、科学可靠的隧道变形监测方法，为隧道建设和地质灾害防治提供可靠数据支持。