[發(fā)明專利]一種巖體崩塌早期預(yù)警方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011371026.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112530138A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫廣存;劉偉良;李寧;尚強(qiáng);陳晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中關(guān)村智連安全科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G08B21/10
• 分類號(hào): G08B21/10;G01H9/00
• 代理公司: 北京嘉途睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11793
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明提供了一種巖體崩塌早期預(yù)警方法，包括以下步驟：對(duì)巖體進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)得到的信號(hào)繪制成振動(dòng)波形圖；從振動(dòng)波形圖中計(jì)算提取振動(dòng)幅值和振動(dòng)絕對(duì)均值兩種時(shí)域動(dòng)力學(xué)指標(biāo)；通過(guò)分析振動(dòng)幅值、振動(dòng)絕對(duì)均值兩種指標(biāo)對(duì)崩塌災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及崩塌災(zāi)害的早期監(jiān)測(cè)預(yù)警領(lǐng)域，具體而言，涉及一種巖體崩塌早期預(yù)警方法。

背景技術(shù)

越來(lái)越多的大型水電站、公路、鐵路、橋梁、隧道和能源管線將在我國(guó)西南山區(qū)進(jìn)行建設(shè)。復(fù)雜的高山峽谷地形地貌，惡劣的氣候條件以及大量高陡邊坡的工程開(kāi)挖擾動(dòng)，使得巖體崩塌災(zāi)害事故的發(fā)生概率大大增加。這些潛在危巖體是目前我國(guó)工程建設(shè)最主要的安全隱患，一旦發(fā)生，輕則造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤，重則還會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡。因此，如何實(shí)現(xiàn)崩塌災(zāi)害的早期監(jiān)測(cè)預(yù)警是巖土工程領(lǐng)域亟待解決的主要工程問(wèn)題之一。崩塌災(zāi)害除受到巖體強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)面力學(xué)狀況等內(nèi)部因素作用外，還與降雨、地震、爆破等多種外界觸發(fā)因素有關(guān)。因此，目前相對(duì)單一的監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，必然導(dǎo)致監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的預(yù)警時(shí)效性、準(zhǔn)確性與可實(shí)施性方面存在較大制約，傳統(tǒng)方法中基于位移、應(yīng)力應(yīng)變等監(jiān)測(cè)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)預(yù)警，雖然有較好的準(zhǔn)確性，但時(shí)效性差；而單一固有振動(dòng)頻率的預(yù)警方法，雖然在時(shí)效性方面有較好效果，但其監(jiān)測(cè)往往會(huì)受到環(huán)境白噪音的影響，預(yù)警的準(zhǔn)確性方面存在諸多限制。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種巖體崩塌早期預(yù)警方法，為巖體崩塌的早期預(yù)警提供一種新的預(yù)警方法，從而提高預(yù)警時(shí)效性、準(zhǔn)確性與可實(shí)施性。

一種巖體崩塌早期預(yù)警方法，包括以下步驟：對(duì)巖體進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)得到的信號(hào)繪制成振動(dòng)波形圖；從振動(dòng)波形圖中計(jì)算提取振動(dòng)幅值和振動(dòng)絕對(duì)均值兩種時(shí)域動(dòng)力學(xué)指標(biāo)；通過(guò)分析振動(dòng)幅值、振動(dòng)絕對(duì)均值兩種指標(biāo)對(duì)崩塌災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警分析。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)幅值x_p通過(guò)以下方法計(jì)算：

x_p＝max|x_i|；其中，x_i為不同時(shí)刻的振動(dòng)幅值。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)絕對(duì)均值x_av通過(guò)以下方法計(jì)算：

其中，x_i為不同時(shí)刻的振動(dòng)幅值，N為監(jiān)測(cè)樣本數(shù)。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)幅值和振動(dòng)絕對(duì)均值不需要進(jìn)行傅里葉等變換。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)幅值可識(shí)別巖體的分離破壞前兆和加速破壞前兆。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)絕對(duì)均值可識(shí)別巖體的分離破壞前兆和加速破壞前兆。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)幅值和振動(dòng)絕對(duì)均值可識(shí)別巖體的分離破壞前兆和加速破壞前兆。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明利用的時(shí)域動(dòng)力學(xué)指標(biāo)是從監(jiān)測(cè)得到的時(shí)間振動(dòng)信號(hào)中直接提取，不需要進(jìn)行傅里葉等變換，是率先引入到崩塌災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的基礎(chǔ)指標(biāo)之一。

2、本發(fā)明通過(guò)引入多個(gè)時(shí)域動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)巖體由穩(wěn)定→分離→加速破壞全過(guò)程遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步豐富目前動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的同時(shí)，也為巖體劇動(dòng)破壞機(jī)制等崩塌災(zāi)害機(jī)理研究提供新的啟示。

3、振動(dòng)幅值與振動(dòng)絕對(duì)均值可為基于分離破壞前兆識(shí)別的早期預(yù)警方法提供新的敏感性指標(biāo)，可提前實(shí)現(xiàn)崩塌災(zāi)害的早期預(yù)警。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的流程圖；