[实用新型]滚石滑落实时监测及状态仿真系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滚石滑落实时监测及状态仿真系统，属于滚石检测技术领域。

背景技术

与滚石滑落监测内容相近的是崩塌监测，两者都是对危岩体滑动或滚动进行监测并提供预警信息。

崩塌是指陡峻山坡上岩块、土体在重力作用下，发生突然的急剧的倾落运动。多发生在大于60°~70°的斜坡上。崩塌的物质，称为崩塌体。崩塌体为土质者，称为土崩；崩塌体为岩质者，称为岩崩；大规模的岩崩，称为山崩。崩塌可以发生在任何地带，山崩限于高山峡谷区内。崩塌体与坡体的分离界面称为崩塌面，崩塌面往往就是倾角很大的界面，如节理、片理、劈理、层面、破碎带等。崩塌体的运动方式为倾倒、崩落。崩塌体碎块在运动过程中滚动或跳跃，最后在坡脚处形成堆积地貌－崩塌倒石锥。

崩塌发生前一般会有这样的前兆：崩塌体后部出现裂缝；崩塌体前缘掉块、土体滚落、小崩小塌不断发生；坡面出现新的破裂变形、甚至小面积土石剥落；岩质崩塌体偶尔发生撕裂摩擦错碎声。

崩塌监测是指在全面调查崩塌体及危岩体发育特征和形成条件的基础上，应用各种手段观测危岩体结构、形态变化过程，并记录诱发崩塌活动的各种环境因素的动态情况，分析崩塌体及危岩体形变发展趋势，预测、预报崩塌危险程度和可能出现的灾害。崩塌监测的主要内容和方法包括：危岩体外部变形监测--应用大地形变测量、卫星定位系统(GPS)测量、地面倾斜测量、自动遥测、激光全息摄影等方法监测危岩体位移、裂缝变形和地面变形情况；内部变形及物理场变化--应用钻孔倾斜仪、声发射测量、电测、地应力测量、地温测量等方法监测危岩体内部滑动变形、裂缝扩张、地应力场变化、地温场变化情况；崩塌活动的动力条件与环境变化--应用气象、水文和微震等观测方法监测降雨、水文动态、地下水动态、地震活动等;对可能引发崩塌的爆破、采挖、削坡、排水等人为活动进行监测。

现有的监测技术也都着重于外部形变监测与内部变形及物理场的监测。外部形变监测有：人工大地形变测量，通过多次多点测量，数据对比发现是否存在外部形变；卫星定位系统(GPS)测量是现在较为流行的一种形变监测方法，通过布置基点与观测点，由卫星定位相对位移计算出观察点的微小形变，达到监测的目的；自动遥测、激光全息摄影：利用卫星或者无人机等拍照的方法，通过计算得出观察体是否发生外部形变；裂缝变形监测是通过在观察体与基础上装上裂缝计，一旦发生崩塌前兆，首先从裂缝大小上得到预警。内部变形及物理场变化：钻孔倾斜仪，通过在观察体上打入钻孔，放入倾斜仪，测量内部形变；声发射测量、电测、地应力测量、地温测量等方法是指通过特定的仪器，监测内部应力、地温等指标，通过这些指标变形得出可能发生形变或者滑动崩塌的预测结果。

现有监测方式存在以下缺点：

1．监测范围窄。现有的多种监测手段，无论是外部形变或者内部形变（应力），大部分是针对危岩体进行监测，现有监测手段只适用于监测存在崩塌可能的危岩体，对活动性较高的滚石监测则不太适用。一般滚石并不依托于某个牢固的岩体，也不存在与依附体的裂缝，而且滚石活动性很高，可以随时发生上下左右的位移变化，不适用安装激光测距仪或者应力采集器等设备仪器。

2．施工难度大。在现有的多种监测手段下，无论是GPS位移监测，还是激光测距监测，要在滚石及其依附的岩石或地基上安装监测仪器都比较困难，有的甚至无法安装，比如GPS形变监测针对危岩体就很难在上面安装卫星接收装置。

3．监测成本高。现有多种监测技术中，越是技术先进的监测手段，所需的监测成本也越大。比如GPS形变监测，不但需要对监测体投入较高的设备成本，还要辅助投入基本参考点的监测设备；再如采用卫星遥感监测、全息摄像监测，所投入的工程量比较大，会因为滚石数量多而投入与成本不匹配。

4．单点对单点的数据传输效率不高。现有多种监测技术方案，均是通过无线或者有线方式单点采集与传输数据。也就是说一个传感器对应一个传输通道，各传感器采集的信息是多通道平行传递给数据接收装置的，数据传输效率较低。

5．预警信息展示形式单调。现有多种监测技术方案，把重点技术都放在形变或内应力等数据采集上，只要采集到变化信息，无论是如何预警就不是监测重点了，展示形式多是电脑提示预警信息，短信通知预警信息，并可以获得变化数据量。但对于监测点预警数据没有进行处理与直观展示，没有结合先进的地理信息系统与三维动态仿真进行模仿变化状态。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种滚石滑落实时监测及状态仿真系统，监测范围广，施工、监测成本低，传输效率高。