(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210819772.2 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 国网山东省电力公司经济技 术研究 院 地址 250021 山东省济南市槐荫区纬十路 111号 申请人 山东智源电力设计咨询有限公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 陈庆伟　王志鹏　谢丹　朱毅　 胥金坤　王文洋　滕驰　张召环　 王德祥　赵志鹏　张鑫　郭靖　 于翰芬　 (74)专利代理 机构 济南诚智商标专利事务所有 限公司 3710 5 专利代理师 朱晓熹(51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) E02D 33/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种地基沉降预测系统和沉降预测方法 (57)摘要 本发明提出了一种地基沉降预测系统和沉 降预测方法， 该系统包括数据采集模块、 数据传 输模块和数据处理模块； 数据采集模块监测沉降 量， 并将获取的沉降量通过数据传输模块传输至 数据处理模块； 数据处理模块构建用于沉降量预 测的三维整体模 型； 并在模型中输入有限元计算 初始参数， 通过有限元分析模拟沉降量； 将模拟 沉降量与监测沉降量对比， 根据对比的误差调整 有限元计算参数， 并利用调整后有限元计算参数 进行重复模 型计算， 直至误差小于阈值为匹配的 最终计算参数， 保存调整后的三维整体模型及最 终计算参数， 用于变电站场地的沉降预测。 基于 该系统， 还提出了一种地基沉降预测方法。 本发 明实现对变电站内的主要建筑物进行沉降自动 观测和预警。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115115123 A 2022.09.27 CN 115115123 A 1.一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 包括： 数据采集模块、 数据传输模块和数据处 理模块； 所述数据采集模块监测数据采集模块安装位置的沉降量， 并将 获取的所述沉降量通过 数据传输模块传输 至数据处 理模块； 所述数据处理模块首先通过三维设计软件构建地面建构筑三维模型； 然后建立基于场 地钻孔数据和工程地质剖面信息建立地下三 维地质模型； 合并地面建构筑三 维模型和地下 三维地质模型为三 维整体模 型； 基于所述三 维整体模型， 输入有限元计算初始 参数， 通过有 限元分析模拟沉降量； 进一步将所述模拟沉降量与监测沉降量对比， 根据对比的误差调整 有限元计算参数， 并利用 调整后有限元计算参数进行重复模型计算， 直至所述误差小于阈 值， 认为此时有限元计算参数为与工程场地土层特性匹配的最终计算参数， 保存调整后的 三维整体模型及最终计算 参数， 用于后续变电站场地的沉降预测。 2.根据权利要求1所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述数据采集模块采用 多个静力水准仪传感器； 所述静力水准仪传感器通过 液体联通管串联在一 起， 且管道的末端连接储冷罐。 3.根据权利要求2所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述静力水准仪传感器 用于感应数据采集模块 安装位置的沉降量的过程包括： 选取靠近储冷罐的静力水准仪传感器作为基准点， 除基准点之后的其他静力水准仪传 感器通过获取当前安装位置， 并与基准 点的位置进行对比得到每 个安装位置的沉降量。 4.根据权利要求3所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述静力水准仪传感器 采用压差式静力水准仪 。 5.根据权利要求1所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述建立基于场 地钻孔 数据和工程 地质剖面信息建立 地下三维地质模型的过程包括： 以地形为参考面， 下伏地层面均采用参考面网格； 在 建模过程中， 根据钻孔中先大层后 亚层的建模顺序， 逐层插入地层； 且每个插入的地层， 需要由尖灭钻孔和非尖灭钻孔， 利用 DSI数据插值 技术计算得到当前层与上一层 在各网格节点处的厚度值。 6.根据权利要求5所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述下伏地层面包括尖 灭层和透 镜体。 7.根据权利要求6所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 当下伏地层面为透镜体 时， 首先根据钻孔中重复出现的地层来判断是否存在透镜体以及嵌套， 然后采用与尖灭层 相同构建的方法进行构建， 对于透镜体的下部， 以下层地层面或透镜体上部层面做厚度参 照。 8.根据权利要求5所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述方法还包括为了提 高尖灭界限的精度采用逐层局部加密法， 在尖灭界限处加密网格。 9.根据权利要求1所述的一种地基沉降预测系统， 其特征在于， 所述影响地基沉降的参 数包括回弹模量、 初始弹性模量、 重度、 初始 孔隙比、 含水量、 干重度、 垂 直方向渗透参数、 水 平方向渗透参数、 内摩擦角、 粘聚力和 侧限压缩 模量。 10.一种地基沉降预测方法， 是基于权利要求1至9任意一项所述一种地基沉降预测系 统实现的， 其特 征在于， 所述方法包括： 通过数据采集模块监测数据采集模块安装位置的沉降量， 并将 获取的所述沉降量通过权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115115123 A 2数据传输模块传输 至数据处 理模块； 通过数据处理模块首先通过三维设计软件构建地面建构筑三维模型； 然后建立基于场 地钻孔数据和工程地质剖面信息建立地下三 维地质模型； 合并地面建构筑三 维模型和地下 三维地质模型为三 维整体模 型； 基于所述三 维整体模型， 输入有限元计算初始 参数， 通过有 限元分析模拟沉降量； 进一步将所述模拟沉降量与监测沉降量对比， 根据对比的误差调整 有限元计算参数， 并利用 调整后有限元计算参数进行重复模型计算， 直至所述误差小于阈 值， 认为此时有限元计算参数为与工程场地土层特性匹配的最终计算参数， 保存调整后的 三维整体模型及最终计算 参数， 用于后续变电站场地的沉降预测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115115123 A 3