[發(fā)明專利]一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910361552.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110080252B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 周維鋒

本發(fā)明公開了一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)，包括電極群，所述電極群中包括監(jiān)測單元，所述電極群設(shè)置在邊坡體空間上，所述電極群覆蓋在邊坡表體面和邊坡體內(nèi)中，所述電極群陣列排布設(shè)置。上述一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)能夠利用土質(zhì)邊坡體空間布設(shè)陣列體非極化電極群，測量推算單位體導(dǎo)電率，結(jié)合其時(shí)空異變性規(guī)律，感知確定失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，及時(shí)預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)。

背景技術(shù)

錨索(或者錨桿)現(xiàn)已大量應(yīng)用于邊坡支護(hù)和加固當(dāng)中，其錨索的施工過程，需要先在護(hù)坡柱和邊坡上鉆錨索孔洞，將錨索深入到錨索孔洞內(nèi)，錨索的端部通過支座和錨具錨固在護(hù)坡柱上，并向錨索孔洞內(nèi)灌注混凝土進(jìn)行封錨，鉆孔工作量大，工藝操作復(fù)雜，但其主要功能是將錨索體與土層的粘結(jié)摩擦作用增大，加強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性，功能僅局限于作為支護(hù)結(jié)構(gòu)加固坡體，孔洞利用面窄。

邊坡工程還需要對其穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)普遍使用沉降觀測和裂縫觀察，主要依靠外部觀測技術(shù)。但邊坡失穩(wěn)常因內(nèi)部裂縫發(fā)育、坡體應(yīng)力或水滲透作用發(fā)生變化而導(dǎo)致，外部觀測監(jiān)測技術(shù)具有很大的局限性，且觀測過程多為人工操作，具有主觀分析誤差、儀器操作誤差等不準(zhǔn)確因素，導(dǎo)致觀測結(jié)果精度有限。

隨著地電探測技術(shù)的發(fā)展，高密度電法等地電探測技術(shù)被應(yīng)用于邊坡勘察當(dāng)中，即在邊坡表層布置多個(gè)電極，利用電測深法和電剖面法能反映出邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，但這僅僅為二維勘察，對邊坡破壞帶演變不能準(zhǔn)確定位跟蹤，且該方法單獨(dú)邊坡表層布極使用受環(huán)境、方法影響大，不利于長期固定監(jiān)測滑坡體。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)，能夠?qū)吰碌幕聨А⒘芽p帶等進(jìn)行空間定位，實(shí)現(xiàn)對邊坡穩(wěn)定性的精確監(jiān)測和預(yù)警。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)，包括電極群，所述電極群中包括監(jiān)測單元，所述電極群設(shè)置在邊坡體上，所述邊坡體包括坡體表面和坡體內(nèi)體，所述電極群覆蓋在邊坡體的坡體表面和坡體內(nèi)體中，所述電極群陣列排布設(shè)置。

上述一種基于主動(dòng)源電場異變規(guī)律的土質(zhì)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)感知系統(tǒng)的有益效果是：通過電極群中監(jiān)測單元逐次測量推算單位體導(dǎo)電率，結(jié)合其時(shí)空異變性規(guī)律，能夠感知確定失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，及時(shí)提供預(yù)警。

進(jìn)一步地，所述電極群的電極為非極化材料。

進(jìn)一步地，所述電極群的位于邊坡內(nèi)體的電極通過錨固結(jié)構(gòu)布設(shè)安裝，所述錨固結(jié)構(gòu)包括多個(gè)錨索和多個(gè)錨索孔洞，錨索與錨索孔洞一一對應(yīng)置于錨索孔洞中，所述電極群設(shè)置在錨索上。

進(jìn)一步地，所述電極群中包括若干監(jiān)測單元，每個(gè)所述監(jiān)測單元包括四個(gè)電極，分別為兩個(gè)供電極和兩個(gè)測量極。

進(jìn)一步地，所述供電極與主動(dòng)恒流電源正負(fù)極相連接，所述主動(dòng)恒流電源為直流恒流電源。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述監(jiān)測單元中的測量極位于兩個(gè)供電極為直徑的球空間內(nèi)。

進(jìn)一步地，通過測量極獲取電壓差，所述電壓差計(jì)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(gè)測量極的電位，ψ_T為另一個(gè)測量極的電位；

通過電壓差計(jì)算視電阻率，所述視電阻率的計(jì)算公式為：

其中ρ_s為視電阻率，I為測量電流，h為監(jiān)測單元系數(shù)，U_DT為電位差。