[發明專利]一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統

有效

• 申請號: 201910361552.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110080252B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 張朋;劉大洋;劉涌江;楊野喬;王寶松;張振東;杜雁鵬;徐瑩
• 申請（專利權）人: 招商局重慶公路工程檢測中心有限公司
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20;G06F30/20
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 周維鋒

1.一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:包括電極群，所述電極群中包括監測單元，所述電極群設置在邊坡體上，所述邊坡體包括坡體表面和坡體內體，所述電極群覆蓋在邊坡體的坡體表面和坡體內體中，所述電極群陣列排布設置；

所述電極群中包括若干監測單元，每個所述監測單元包括四個電極，分別為兩個供電極和兩個測量極。

2.根據權利要求1所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:所述電極群的電極為非極化材料。

3.根據權利要求2所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:所述電極群的位于邊坡內體的電極通過錨固結構布設安裝，所述錨固結構包括多個錨索和多個錨索孔洞，錨索與錨索孔洞一一對應置于錨索孔洞中，所述電極群設置在錨索上。

4.根據權利要求1所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:所述供電極與主動恒流電源正負極相連接，所述主動恒流電源為直流恒流電源。

5.根據權利要求1所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:每個所述監測單元中的測量極位于兩個供電極為直徑的球空間內。

6.根據權利要求5所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:通過測量極獲取電壓差，所述電壓差計算公式為：

U_DT＝|ψ_D-ψ_T|，其中電壓差為U_DT，ψ_D為其中一個測量極的電位，ψ_T為另一個測量極的電位；

通過電壓差計算視電阻率，所述視電阻率的計算公式為：

其中ρ_s為視電阻率，I為測量電流，h為監測單元系數，U_DT為電位差。

7.根據權利要求6所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:所述測量極的監測體積的計算公式為：

其中監測體積為Ve，兩個測量極的坐標分別為(x_D,y_D,z_D)和(x_T,y_T,z_T)，τ為空間系數。

8.根據權利要求7所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:通過所述電極群中的所有監測單元可測量推算得出單位體電阻率，所述單位體電阻率的計算公式為：

其中ρ(X,Y,Z,t)為單位體電阻率，η為修正因子，μ為介質電場不均勻系數，t為監測時間，k為監測單元號，(X,Y,Z)為單位體中心坐標。

9.根據權利要求8所述的一種基于主動源電場異變規律的土質邊坡失穩風險感知系統，其特征在于:所述邊坡體的失穩風險系數的計算公式為：

其中υ為失穩風險系數，υ≤1，ε為安全系數，m為邊坡單位體數，n為單位體視電阻率變異個數，T為風險周期，Ω為單位體風險周期單位體電阻率變異幅度，j為單元體風險周期內監測次數，Δt為時間間隔，Δρ為單位體Δt時間視電阻率變異幅度，單位體風險周期單位體電阻率變異幅度的計算公式為：

Ω＝|ρ_max(X_i,Y_i,Z_i,t)-ρ_min(X_i,Y_i,Z_i,t)|

單位體Δt時間視電阻率變異幅度的計算公式為：

Δρ(X_i,Y_i,Z_i,t+jΔt)＝|ρ(X_i,Y_i,Z_i,t+jΔt)-ρ(X_i,Y_i,Z_i,t+(j-1)Δt)|。