[發(fā)明專利]基于二階功的邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111177013.2
• 申請(qǐng)日: 2021-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113920692B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李兆華;王俊杰;劉駿龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建省拳石科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G08B21/10
• 分類號(hào): G08B21/10;G08B25/08;G08B31/00;G01B21/02
• 代理公司: 北京惠科金知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11981
• 代理人: 賈婧琪

1.一種基于二階功的邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于，包括:

獲取預(yù)先設(shè)置在待監(jiān)測(cè)邊坡處的二階功測(cè)量?jī)x采集的待監(jiān)測(cè)邊坡不同深度的加速度、角速度、速度和傾斜角度數(shù)據(jù)；

基于所述加速度、速度和待監(jiān)測(cè)邊坡巖土體的已知彈性模量計(jì)算待監(jiān)測(cè)邊坡的整體二階功，基于所述角速度和傾斜角度數(shù)據(jù)計(jì)算待監(jiān)測(cè)邊坡的三維位移量；

根據(jù)所述整體二階功對(duì)所述待監(jiān)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，根據(jù)所述三維位移量對(duì)所述待監(jiān)測(cè)邊坡的三維位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警；

其中，所述基于所述加速度、速度和待監(jiān)測(cè)邊坡巖土體的已知彈性模量計(jì)算待監(jiān)測(cè)邊坡的整體二階功，包括：

分別基于每個(gè)區(qū)域的二階功測(cè)量?jī)x采集的加速度和速度計(jì)算得到相應(yīng)的局部二階功；

根據(jù)所述局部二階功和所述巖土體的已知彈性模量M計(jì)算待監(jiān)測(cè)邊坡巖土體的應(yīng)力張量和應(yīng)變張量；

將各所述局部二階功累加，并結(jié)合所述應(yīng)力張量和應(yīng)變張量數(shù)據(jù)得到所述整體二階功；

其中，所述局部二階功的計(jì)算公式為:

式中，d²w_i是局部二階功，是t時(shí)刻加速度，是t時(shí)刻速度，ρ傳感器材料密度，△t數(shù)據(jù)傳輸間隔，初始時(shí)刻的速度為0，i＝1,2,3...n，i表示第i個(gè)區(qū)域的傳感器；

所述待監(jiān)測(cè)邊坡巖土體的應(yīng)力張量和應(yīng)變張量計(jì)算公式為：

其中，σi是第i區(qū)域內(nèi)巖土體應(yīng)變張量，ε_i是第i區(qū)域內(nèi)巖土體應(yīng)力張量，M是待監(jiān)測(cè)邊坡巖土體的已知彈性模量；

所述根據(jù)所述整體二階功對(duì)所述待監(jiān)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，根據(jù)所述三維位移量對(duì)所述待監(jiān)測(cè)邊坡的三維位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警包括：

判斷所述整體二階功是否小于預(yù)設(shè)值，若是，則確定所述待監(jiān)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性為失穩(wěn)狀態(tài)；判斷所述三維位移量是否大于預(yù)警閾值，若是，則確定所述待監(jiān)測(cè)邊坡的三維位移情況為異常狀態(tài)；

還包括：監(jiān)測(cè)金屬防護(hù)筒內(nèi)的各元件的工作溫度，并傳輸至數(shù)據(jù)采集裝置中；各元件的適宜工作溫度為0-65℃之間，若金屬防護(hù)筒內(nèi)溫度不在此范圍內(nèi)，所述監(jiān)測(cè)預(yù)警中心可發(fā)出預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述整體二階功D²W的計(jì)算公式為：

式中，D²W表示整體二階功，n表示所述傳感器的數(shù)量，V_i表示第i個(gè)區(qū)域的體積，V表示整個(gè)待監(jiān)測(cè)區(qū)域體積。

3.一種基于二階功的邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

設(shè)置在待監(jiān)測(cè)邊坡處的二階功測(cè)量?jī)x和數(shù)據(jù)采集裝置，以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心；所述二階功測(cè)量?jī)x與所述數(shù)據(jù)采集裝置通信連接，所述數(shù)據(jù)采集裝置還與所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心通信連接；

所述二階功測(cè)量?jī)x用于，采集待監(jiān)測(cè)邊坡不同深度的加速度、角速度、速度和傾斜角度，并發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集裝置；

所述數(shù)據(jù)采集裝置用于，對(duì)所述二階功測(cè)量?jī)x采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后發(fā)送至所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心；

所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心用于，基于權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)待監(jiān)測(cè)邊坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警；

其中，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心具體用于：

分別基于每個(gè)區(qū)域的二階功測(cè)量?jī)x采集的加速度和速度計(jì)算得到相應(yīng)的局部二階功；

根據(jù)所述局部二階功和所述巖土體的已知彈性模量M計(jì)算待監(jiān)測(cè)邊坡巖土體的應(yīng)力張量和應(yīng)變張量；

將各所述局部二階功累加，并結(jié)合所述應(yīng)力張量和應(yīng)變張量數(shù)據(jù)得到所述整體二階功；

其中，所述局部二階功的計(jì)算公式為:

式中，d²w_i是局部二階功，是t時(shí)刻加速度，是t時(shí)刻速度，ρ傳感器材料密度，△t數(shù)據(jù)傳輸間隔，初始時(shí)刻的速度為0，i＝1,2,3...n，i表示第i個(gè)區(qū)域的傳感器。