[發明專利]基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法

有效

• 申請號: 201910738630.1
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110595598B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 賈艷昌;姜彤;謝謨文;方東敏
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法，包括以下步驟：配置邊坡孤石多普勒遠程激光測振系統；多普勒遠程激光測振系統包括激光測速傳感器，激光測速傳感器通過數據線連接至振動速度信號解調器，振動速度信號解調器通過數據線連接至濾波器，濾波器通過數據線連接至數據分析處理器；通過多普勒遠程激光測振系統得到的邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度三個指標；設置邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度三個指標預警值；對邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度三個參數與設置的預警值對比，超過預警值進行系統預警。該監測方法基于邊坡孤石動力特征參數對邊坡孤石進行監測預警。

技術領域

本發明屬于公路、鐵路、水電工程技術領域，具體地說涉及一種應用于邊坡孤石的穩定性監測預警方法，具體的說是一種根據邊坡孤石動力特征參數變化情況來判斷邊坡孤石穩定狀態的監測預警方法。

背景技術

目前國內外邊坡孤石穩定性監測預警方法已有多種，但基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法未有報道。

隨著公路、鐵路及水電工程發展，高陡邊坡越來越多，國內外時常報道高陡邊坡邊坡孤石失穩造成生命財產損失事件，嚴重威脅著工程運行和維護的安全性。

邊坡孤石穩定性監測預警方法主要有應力應變監測預警方法、位移監測預警方法、振動監測預警方法和群測群防等方法。

發明內容

邊坡孤石多發生無明顯位移的突然崩塌破壞，因此位移監測方法常常失效；應力應變監測方法，輔助以環境量監測，可判定當下實際結構的應力應變擴展現狀并分析其變化趨勢，缺少邊坡孤石擾動后或工程加固后的結構內部抗滑指標的分析，造成實際監測的應力應變不能科學實施預警預報；振動監測方法發生在邊坡孤石破壞之后，具有滯后性；群測群防方法依靠人員經驗判斷，缺乏可靠性。

本發明的目的在于提供一種基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法。該監測方法基于邊坡孤石動力特征參數對邊坡孤石進行監測預警，本發明采集信號精度高，遠程非接觸監測預警、無需額外激振源，設備采用鋰電池供電，便攜，具有適用性強特點。

本發明的目的是以下述方式實現的：

基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法，包括以下步驟：

①配置邊坡孤石多普勒遠程激光測振系統；多普勒遠程激光測振系統包括激光測速傳感器、振動速度信號解調器、濾波器和數據分析處理器，激光測速傳感器通過數據線連接至振動速度信號解調器，振動速度信號解調器通過數據線連接至濾波器，濾波器通過數據線連接至數據分析處理器；

②激光測速傳感器發射激光照射邊坡孤石表面平整部位，激光測速傳感器采集到的反射回來的激光進行多普勒頻移分析得到邊坡孤石三向振動速度信號，激光測速傳感器將三向振動速度通過振動速度信號解調器傳遞到濾波器進行過濾噪聲，濾波器將過濾噪聲后的信息傳遞至數據分析處理器，數據分析處理器將分析得到的邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度作為基準值；

③設置邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度作的預警值；

④對邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度三個參數與設置的預警值對比，超過預警值進行系統預警。

上述基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法，步驟③設置邊坡孤石豎直方向固有振動頻率、粒子軌跡、振動速度作的預警值的方法如下：根據理論分析確定振動頻率預警值，根據室內外試驗結果確定粒子軌跡預警值和振幅預警值。

上述基于多普勒遠程激光測振技術的邊坡孤石穩定性監測預警方法，所述邊坡孤石豎直方向固有振動頻率的預警值分析方法如下：

邊坡孤石豎直方向固有振動頻率預警值計算方法