[发明专利]一种实时远程无线监测边坡滑坡的系统及方法

说明书

技术领域

一种实时远程无线监测边坡滑坡的系统及方法，涉及边坡滑坡监测领域，尤其是实时无线远程监测边坡滑坡灾害领域。

背景技术

斜坡上的岩体或土体，由于在岩体重力、水及震动力或其他因素的影响作用下，沿着滑动面所作的整体下滑运动，即是滑坡。滑动的岩块、土体称为滑坡体；岩体、土体下滑的底面为滑动面；滑动面以下不滑动部分为滑床；滑坡灾害发生的结果是，倾倒或滑落产生的大量岩土堆积物，引起交通中断、村镇埋没、江河堵塞、水库淤积、甚至酿成巨大的地质灾害。目前，用于滑坡灾害预测和防控的滑坡监测仪器都只是传感或监测边破表面或地质状况探测分析得到的信息，而不是边坡内部滑动面在滑动前产生应力变化的信息，所以存在信息不及时、不准确等缺陷，因而影响及时准确的预防和控制滑坡灾害；同时也没有结合实际工程情况进行监测，所以在对滑坡的实际监测和预防中仍没有能够更好的做到提早预防、节省防治成本。

发明内容

本发明正是为了解决上述之不足，利用锚索预应力信息与边坡滑动力之间的关系，对滑坡内部信息进行实时检测、对采集信息予以连续不断的收集、分析，从而及时、准确的发现边坡滑坡灾害发生的危险性，进而及时防控，避免其发生或危及生命和财产安全。同时，属于无线远程监测，数据传送和接收不受距离限制，并可以及时准确了解到边坡锚固的实际情况，为确保边坡的安全，为增加、维修锚固设施提供信息，并由此节省防治成本。

本发明目的是通过下述方案实现的：

一种实时远程无线监测边坡滑坡的系统，包括传感装置、采集发射装置、智能接收分析装置，其特征是：传感装置设置在锚索端部，智能接收分析装置包含信号接收器和计算机组成，所述锚索设置在边坡里；

一种实时远程无线监测边坡滑坡的方法，其特征是：

(1)在边坡锚索地面外端头部位安装传感装置，由该传感装置对锚索预应力信号予以传感；

(2)由采集发射装置采集传感装置得到的信号并经发射装置发射传感信号；

(3)由智能接收分析装置将发射的传感信号接收、储存；

(4)运用计算机技术运算边坡滑动力与锚索预应力监测值的关系并在显示屏上形成边坡滑动力与时间关系的图形显示。

本方案以力的平衡原理为基础，建立边坡滑动力与监控锚索预应力及滑动面摩阻力的关系之间，并通过远程监控系统监测锚索预应力的变化，在岩体有明显变形、滑坡发生之前，及时监测和捕捉岩体中的应力变化。应力与岩体强度相互作用产生变形和位移时，边坡岩体应力的变化可以超前于变形判断边坡的稳态。这样，就可以比直接监测位移更及时、更准确的监测滑动块的整体信息，因而可以更准确及时的监测滑坡，预防滑坡危害。该系统自动、连续、及时的特点，能够准确及时掌握边坡的稳定状态，对不稳定边坡的加固时机的科学决策提供有力依据。

附图说明：

图1系统原理流程图

图2锚索及传感器位置示意图

图3力学三角图

图4边坡稳态远程监测技术原理流程图

图5系统拓扑结构图

图6监测软件程序原理流程图

图7室内系统结构图

图8室外系统结构图

图9数据接收程序流程图

图10试验点监测曲线图

其中：锚索①、锚墩②、传感器③、发射器④、边坡滑体⑤、边坡滑动面⑥、边坡滑床⑦、锚固段⑧、接收器⑨

具体实施方式：

下面结合附图作进一步说明：

系统原理流程见图1，系统的网络拓扑结构见图5，本系统分为两个主要部分：现场采集发射系统和远程接收分析系统。现场采集发射系统包含锚索、安装于锚索上的传感装置、采集发射装置，主要完成锚索预应力变化的自动感应、自动采集和向监控中心设备自动无线发射数据；远程接收分析系统即智能接收分析装置包含信号接收器和计算机，主要完成现场远程数据的自动接收并把接收信号送入计算机进行自动处理，处理计算机可自动形成动态监测曲线，根据已经研究发现的不同预警模式形成监测预警曲线，工作人员依据监测预警曲线准确、及时判断监测现场边坡的稳定状态。

边坡滑动破坏面上部分称为滑体⑤，下部岩体称为滑床⑦，加固锚索①均要穿过预计滑动面⑥与滑床锚固，锚墩②设置在滑床⑦内部。加固锚索①预应力出现持续增大，说明边坡正在发生破坏或产生了破坏趋势。产生滑动趋势的边坡破坏速度可以通过加固锚索①预应力增长速率反应出来。因此，实时监测边坡加固锚索①预应力的变化，可以及时掌握边坡的稳定状态。边坡稳态远程监测技术原理流程见图6