[發明專利]基于二階功的邊坡監測預警方法及系統

有效

• 申請號: 202111177013.2
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113920692B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 李兆華;王俊杰;劉駿龍
• 申請（專利權）人: 福建省拳石科技發展有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B25/08;G08B31/00;G01B21/02
• 代理公司: 北京惠科金知識產權代理有限公司 11981
• 代理人: 賈婧琪

本發明提供一種基于二階功理論的邊坡監測預警方法及系統，通過獲取預先設置在待監測邊坡處的二階功測量儀采集的待監測邊坡不同深度的加速度、角速度、速度、傾斜角度和溫度數據，并基于所述加速度、速度和待監測邊坡巖土體的已知彈性模量計算待監測邊坡的整體二階功，基于角速度和傾斜角度數據計算巖土體的三維位移量，從而可以根據整體二階功對待監測邊坡的穩定性進行監測預警，并根據三維位移量對待監測邊坡的三維位移情況進行監測預警。本申請從能量角度創建了一種新的預警指標，也即二階功指標，從而能夠有效地提高監測與預警滑坡地質災害的準確性。

技術領域

本申請涉及邊坡監測預警技術領域，尤其涉及一種基于二階功的邊坡監測預警方法及系統。

背景技術

邊坡失穩和滑坡是一種極具危害的災害現象，近年來我國滑坡事故頻繁發生，其中不乏大型滑坡災害，給人民造成了大量的人員傷亡和巨大的財產損失，同時也嚴重阻礙了地區經濟的持續發展。滑坡災害的形成一般從蠕動變形階段發展為急劇變形階段最終達到滑動階段。滑坡災害形成過程中內部巖土體時刻發生變化，人們無法通過肉眼識別，因此需要借助精密儀器對潛在災害體進行動態實時監測，并且通過設置預警閾值達到提前預測預報災害的目的，有效保障人民的生命財產安全。

現有的監測邊坡位移、應力和應變的傳感器主要有多點位移計、鉆孔測斜儀、同軸電纜和分布式光纖監測設備、CSIRO空心包體應變計、UNSM實心包體應變計和KS-1型鉆孔應力計。基于這些傳感器得到的邊坡監測結果可用于邊坡穩定性的分析和邊坡災害治理的參考依據。目前主要的預警指標包括地表裂縫寬度、邊坡深部位移、鉆孔應力和應變等。邊坡監測預警指標的選擇主要依靠經驗判斷，缺乏科學依據且帶有一定的盲目性，從而導致監測預警的結果可能出現偏差。

也就是說，現有的邊坡監測預警方案的預警準確性不足。

發明內容

本申請提供一種基于二階功的邊坡監測預警方法及系統，以解決現有的邊坡監測預警方案的預警準確性不足的問題。

本申請提供一種基于能量角度建立新預警指標監測邊坡穩定性的預警方法和系統，包括：獲取預先設置在待監測邊坡處的二階功測量儀采集的待監測邊坡不同深度的加速度、角速度、速度、傾斜角度和溫度數據；基于所述加速度、速度和待監測邊坡巖土體的已知彈性模量計算待監測邊坡的整體二階功，基于所述角速度和傾斜角度數據計算巖土體的三維位移量；根據所述整體二階功對所述待監測邊坡的穩定性進行監測預警，根據所述三維位移量對所述待監測邊坡的三維位移情況進行監測預警。

為了達到上述目的，本發明采用的另一種技術方案為一種基于二階功的邊坡監測預警系統，包括：設置在待監測邊坡處的二階功測量儀和數據采集裝置，以及監測系統中心；所述二階功測量儀與所述數據采集裝置通信連接，所述數據采集裝置還與所述監測系統中心通信連接；所述二階功測量儀用于，采集待監測邊坡不同深度的加速度、角速度、速度和傾斜角度，并發送至所述數據采集裝置；所述數據采集裝置用于，對所述二階功測量儀采集的數據進行預處理后發送至所述監測系統中心；所述監測系統中心用于，對上述的方法實現對待監測邊坡的監測預警。

所述二階功測量儀包含若干桿節，每桿節內包括PVC管和金屬防護筒，金屬防護筒內有arm處理器、電壓轉換芯片、滑輪導向裝置和傳感器，金屬防護筒兩端連接有萬向節和密封端蓋。

所述arm處理器和傳感器的相關電路系統密封在測量儀桿節的頂部，不同桿節之間通過帶屏蔽層的抗干擾雙絞線纜連接；所述萬向節和密封端蓋用來物理連接不同桿節，能夠承受較大的抗剪切力，且具備一定的防水能力；裝置防水等級不低于IP67，萬向節抗剪強度不低于560MPa，抗剪力不低于9.83KN。

所述帶屏蔽層抗干擾傳輸線纜與所述數據采集裝置及發送裝置相連，具備較強的抗干擾能力。