[發明專利]一種基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法

在審

• 申請號: 202111126447.X
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113847956A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 賈艷昌;尹彥禮;彭科爍;訾翔越;石慧;梅佳銘;劉俊祥
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01B11/02;G01P3/36
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

1.一種基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，包括以下方法：

a.安裝監測設備：在邊坡上布設光源，在光源和滑坡體之間的邊坡上布設棱鏡，在滑坡體上布設光屏；

b.調整光源、棱鏡及光屏的相對位置：調節光源、棱鏡及光屏的相對位置，直至在光屏上清晰的觀察到色散光的色帶；

c.當滑坡體滑動時，光屏跟著滑坡體滑動，色散光的色帶在光屏上的位置以及色帶寬度發生變化，讀取色散光的色帶中心位移大小和色散光的色帶寬度的大小，根據色帶中心位移大小和色帶寬度大小計算滑坡體滑動速度和滑動的位移。

2.根據權利要求1所述的基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述光源為白光光源。

3.根據權利要求2所述的基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述白光光源為高流明白光光源。

4.根據權利要求1所述的基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述棱鏡為三棱鏡。

5.根據權利要求1所述的基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述步驟b.調整光源、棱鏡及光屏的相對位置：調節光源、棱鏡及光屏的相對位置，直至在光屏上清晰的觀察到色散光，保持色散光的色帶中心位于光屏中心。

6.根據權利要求1所述的基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述步驟a.三棱鏡光屏均垂直水平地面布設。

7.根據權利要求1所述的基于光色散色散光的色帶的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述步驟c，在光屏上設置合適刻度，能較好的、直觀的讀取色散光的色帶中心位移變化及色帶寬度的大小，當滑坡體滑動時，光屏跟著滑坡體滑動，色散光的色帶在光屏上的位置以及色帶寬度發生變化，并在刻度上讀取色散光色的帶中心位移大小和寬度的大小，根據色帶中心位移大小和色帶寬度大小計算滑坡體滑動速度和滑動的位移。

8.根據權利要求1所述的基于光色散的滑坡滑動位移和滑動速度監測方法，其特征在于，所述步驟c中根據色帶中心位移大小和色帶寬度大小計算滑坡體滑動速度和滑動的位移的計算公式如下：

設t₀時刻色帶中心水平向位移為x₀，垂直向位移為y₀，色帶寬度為l₀，棱鏡中心到光屏垂直距離為p₀；t_i時刻色帶中心水平向位移為x_i，垂直向位移為y_i，色帶寬度為l_i；根據光沿直線傳播和相似三角形原理計算t_i(i＝1,2,3…n)時刻滑坡滑動位移和滑坡滑動速度；

沿坡向滑動位移

s_hi為：

沿坡向滑動速度v_hi為：v_hi＝(s_hi-s_h(i-1))/(t_i-t_i-1)

垂直坡向滑動位移s_vi為：

垂直坡向滑動速度v_vi為：v_vi＝(s_vi-s_v(i-1))/(t_i-t_i-1)；

其中v_vi為t_i時刻色帶垂直坡向滑動速度；

x₀—t₀時刻色帶中心水平向位移(mm)；

y₀—t₀時刻色帶中心垂直向位移(mm)；

l₀—t₀時刻色帶色帶寬度(mm)；

p₀—t₀時刻棱鏡中心到光屏垂直距離(mm)；

x_i—t_i時刻色帶中心水平向位移(mm)；

y_i—t_i時刻色帶中心垂直向位移(mm)；

l_i—t_i時刻色帶色帶寬度(mm)；

s_hi—t_i時刻沿坡向滑動位移(mm)；

s_h(i-1)—t_i-1時刻沿坡向滑動位移(mm)；

s_vi—t_i時刻垂直坡向滑動位移(mm)；

s_v(i-1)—t_i-1時刻垂直坡向滑動位移(mm)；

v_hi—t_i時刻沿坡向滑動速度(mm/d)；

v_vi—t_i時刻垂直坡向滑動速度(mm/d)。