[發明專利]一種包氣帶土體塌陷超前預報方法及系統

有效

• 申請號: 201910197259.2
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109883480B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 姜伏偉;宋海軍
• 申請（專利權）人: 貴州理工學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08B21/10
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 韓煒

本發明公開了一種包氣帶土體塌陷超前預報方法及系統，系統包括有自可溶性巖層和土體層的交界面開始，自下而上預埋的多個土體含水率傳感器，和設于可溶性巖層內的地下水位以下的地下水位傳感器，土體含水率傳感器和地下水位傳感器分別連接在數據接收器上，數據接收器連接有數據傳輸器，數據傳輸器連接有數據處理器，數據處理器連接有報警器。本發明的方法及系統能夠實現土體塌陷的超前預警，預警高效及時，且預警精確。

技術領域

本發明涉及一種巖溶塌陷超前預報方法及系統，特別是一種包氣帶土體塌陷超前預報方法及系統。

背景技術

包氣帶土體塌陷是我國巖溶區常見的地質災害，但對于塌陷災害的超前預報并未有較好的技術方法。當前，土體塌陷災害監測預警的常用方法為：（1）通過觀察建筑物、地面等裂隙特征及其變化情況，推測土體塌陷發生的可能性；（2）利用先進的測量監測技術，監測地表變形，分析土體塌陷的可能性；（3）通過監測巖溶管道裂隙水氣壓力的變化，推測土體塌陷是否具有發生的可能性。這些技術主要監測土體塌陷的發生條件及病害跡象，并定性判斷塌陷的可能性，導致這些技術方法較難實現塌陷的超前預報。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種包氣帶土體塌陷超前預報方法及系統。本發明的方法及系統能夠實現土體塌陷的超前預警，預警高效及時，且預警精確。

本發明的技術方案：一種包氣帶土體塌陷超前預報方法，包括如下步驟：

a.在包氣帶所處場地打2個孔，記為1號孔和2號孔，其中1號孔延伸至可溶性巖層和土體層的交界面處，2號孔延伸至可溶性巖層內的地下水位以下；

b. 自交界面開始，自下而上向1號孔內預埋多個土體含水率傳感器，同時，在2號孔的底部設置地下水位傳感器，并將土體含水率傳感器和地下水位傳感器連接在數據接收器上，數據接收器上設置數據傳輸器，數據傳輸器連接數據處理器，數據處理器上連接報警器；

c.在數據處理器中預先輸入土體含水率傳感器所處位置高程，自下而上依次為h₁、h₂…h_x，同時根據常規方法測量土體層的塌陷臨界含水率W_c，并將W_c輸入數據處理器；

d.地下水位傳感器時時監測到地下水位高程h_y，每個土體含水率傳感器時時監測所在位置土體的含水率W_m，m=1~x，并將數據傳輸給數據接收器，再由數據傳輸器傳輸給數據處理器進行分析處理；

e.當h_y≥h_m，m=1~x，且W_m＜W_c時，表示h_m處發生塌陷，數據處理器發出報警信號，并有報警器發出報警。

前述的包氣帶土體塌陷超前預報方法，所述數據處理器還連接有顯示裝置，當發出報警信號時，同時顯示塌陷位置h_m。

一種實現前述包氣帶土體塌陷超前預報方法的系統，包括有自可溶性巖層和土體層的交界面開始，自下而上預埋的多個土體含水率傳感器，和設于可溶性巖層內的地下水位以下的地下水位傳感器，土體含水率傳感器和地下水位傳感器分別連接在數據接收器上，數據接收器連接有數據傳輸器，數據傳輸器連接有數據處理器，數據處理器連接有報警器。

前述的實現包氣帶土體塌陷超前預報方法的系統，相鄰所述土體含水率傳感器之間的間距為20-40cm。

前述的實現包氣帶土體塌陷超前預報方法的系統，相鄰所述土體含水率傳感器之間的間距為30cm。

前述的實現包氣帶土體塌陷超前預報方法的系統，所述數據傳輸器和數據處理器經有線或者無線連接。

前述的實現包氣帶土體塌陷超前預報方法的系統，所述報警器為燈光報警器或者聲音報警器，或者燈光報警器與聲音報警器同時存在。