[發明專利]一種用于巖質邊坡滑坡預警的水位監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201410563071.2
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104330126A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 歐哲;鄒明;史春華;張艷;魏淼;劉澤民;孫士平;周建平
• 申請（專利權）人: 宏大國源（蕪湖）資源環境治理有限公司
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種用于巖質邊坡滑坡預警的水位監測系統及監測方法，屬于環境監測技術領域。

背景技術

緩傾順層巖質邊坡作為巖質邊坡的一種類型，在自然界中的分布非常廣泛。在自重應力條件下，此種邊坡由于巖層傾角小于層面內摩擦角，通常能保持穩定狀態，即使坡腳被開挖也不會引起明顯的滑移破壞。但在降雨條件下，由于滑面上和滑面后緣拉裂縫內的靜水壓力快速升高，往往容易導致滑坡的發生，因此這類滑坡受水力作用影響顯著，且具有突發性和隱蔽性，常常因沒引起人們的注意而造成大規模的地質災害。

目前常用的滑坡水位監測系統主要是通過安裝鉆孔測斜儀、應力傳感器，從位移、應力等方面來判斷是否即將發生滑坡，但鉆孔測斜儀、應力傳感器的應用成本較高，且用位移、應力來作為預警參數時其預警值很難確定，往往存在著很大的盲目性，降低了預警結果的可靠性。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種結構簡單，使用方便，監測精確的用于巖質邊坡滑坡預警的水位監測系統及監測方法。

本發明為解決其問題所采用的技術方案是：

一種用于巖質邊坡滑坡預警的水位監測系統，包括埋設在滑面處的水壓力計，以及安裝在后緣拉裂縫的頂部的水位計；還包括通過數據線與所述水壓力計及水位計連接的無線遠程系統，以及接收來自無線遠程系統的水壓力監測數據和水位監測數據的運算系統。

優選的是，所述水壓力計有多個，分別安裝在滑面的剪出口和靠近后緣拉裂縫的滑面處。

一種用于巖質邊坡滑坡預警的監測方法，包括以下步驟：

a、通過對滑坡進行地質勘查確定其滑面和后緣拉裂縫的位置；

b、將水壓力計埋設在滑面剪出口和靠近后緣拉裂縫的滑面處；

c、將水位計安裝在后緣拉裂縫的頂部；

d、水壓力計和水位計通過數據線與無線遠程系統連接；

e、無線遠程系統通過無線信號將水壓力計和水位計監測的數據傳送至運算系統；

f、運算系統根據水壓力監測數據和水位計監測數據計算出滑面靜水壓力和后緣拉裂縫靜水壓力；

g、運算系統通過上述結果算出臨界水位高度；

h、運算系統將水位監測到的現場水位高度與計算出的臨界水位高度進行對比；

i、運算系統通過信號燈進行指示，說明現場水位高度與臨界水位高度的對比關系。

本發明的有益效果是：現場監測數據通過無線信號傳輸到的運算系統上，通過運算系統內的監測軟件可以同時給出預警值和現場值，避免了人為設定預警值的主觀性，并可實現遠程自動監控和滑坡預測預警。本發明水位監測系統以監測水位為主，無需安裝鉆孔測斜儀、應力傳感器，降低了施工難度和監測成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

圖1為本發明的結構示意圖。

圖中：1、滑坡體；2、滑面；3、后緣拉裂縫；4、鉆孔；5、水壓力計；6、水位計；7、坡面；8、無線遠程系統；9、系統數據線；10、運算系統；11、綠色信號燈；12、紅色信號燈；13、警報。

具體實施方式

以邊坡水力學為理論基礎，建立緩傾順層巖質邊坡條件下的以水位高度為預警參數的邊坡失穩判斷依據，即臨界水位高度表達式，在邊坡失穩判斷依據的基礎上編寫水位監測系統軟件，將其安裝在運算系統內。臨界水位高度表達式具體如下：

式中：h_wcr為臨界降雨強度；G為滑坡體1自重；U為滑面2靜水壓力；V為后緣拉裂縫3靜水壓力；α為滑面2傾角；L為滑面2長度；c為滑面2黏聚力；為滑面2摩擦角；n為滑面2厚度；μ為滑面2給水度；γ_w為水的重度。

通過對滑坡體1進行地質勘察確定滑面2和后緣拉裂縫3的所在位置，建立滑坡的典型地質剖面。通過對現場滑坡體1和滑面2的地質條件調查和物理力學性能測試，獲取臨界水位高度表達式中除滑面2靜水壓力和后緣拉裂縫3靜水壓力之外的其他所有參數，并將其作為常量輸入系統軟件內。