[发明专利]一种基于电阻法的边坡失稳预警的方法和装置

说明书

本发明涉及一种基于电阻法的边坡失稳预警方法和装置，其方法通过分析边坡的稳定性，获得边坡土样的边坡稳定性系数K的函数和边坡稳定性系数K与含水率ω之间的函数，对边坡稳定性系数K分别赋值限定边坡级数，求出界定含水率，然后将界定含水率代入K与含水率ω之间的函数，求出界定电阻率，最后根据欧姆定律求出界定电流，通过对界定电流的设置进行预警。本发明提供的装置设置简单，易行，方便安装，不受环境影响，可重复利用。本发明首次提出利用电阻法监控边坡稳定性，操作简便、可靠性高，为边坡潜在的失稳危险提供了可靠的理论方法，大大减少了由于边坡失稳带来的经济损失和人员伤亡。

技术领域

本发明涉及一种基于电阻法的边坡失稳预警的方法和装置，属于边坡地质灾害工程领域。

背景技术

边坡地质由于断层，节理等多种原因出现软弱面，在地震作用、地下水位降低、大气降水等众多外因作用下，使边坡沿软弱面产生相对滑移而导致失稳，而最常遇到的是由于大气降水导致的边坡失稳。边坡失稳地质灾害的频发，不仅给国家带来了巨大的经济损失，而且给施工也带来了潜在的危险。但目前，边坡失稳预警方法和系统严重滞后于边坡地质灾害的工程应用，这主要是因为预警方法存在不足。所以科学有效地对边坡失稳进行预警具有重要的科学意义和工程应用价值。

目前对边坡失稳预警的研究主要分为边坡变形预测研究和边坡预警阈值研究。对于边坡变形预测的研究是基于将数学方法和理论模型结合，利用现场监测的数据和多元化信息，绘制出边坡的位移一时间曲线，并建立预测模型进行预测预报。边坡预警阈值的研究是在对边坡的地质条件和水文条件等情况的详细调查并深入研究的基础上，对边坡的稳定性和发展趋势做出合理判断和各种级别的警报。滑坡的预警预报研究归纳起来，主要包括以下四个研究阶段：第一阶段是经验现象预警阶段，第二阶段是定性、半定量预警阶段、第三阶段是理论探索和监测预报阶段，第四阶段是深入理论方法、综合预警阶段。边坡变形预测和边坡预警阈值研究都是基于调查和监测的数据进行，误差大，过程繁琐，预警不精准，而且预警不能实现实时监测。尤其当地下水位发生变化时或大气降水的影响，很容易导致边坡失稳，产生滑坡等危险灾害，给国家经济和施工带来巨大的潜在危险，所以现亟需建立一种边坡失稳的预警方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于电阻法的边坡失稳预警的方法，可有效预测边坡稳定性。本发明提供一种基于电阻法的边坡失稳的预警装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种基于电阻法的边坡失稳预警的方法，其包括如下步骤：

S1、分析边坡的稳定性，获得边坡土样的边坡稳定性系数K的函数(1)，

S2、对边坡土体进行取样，根据三轴压缩试验方法推导出土体粘聚力c、土体内摩擦角与含水率ω的抽象函数为：c＝F₁(ω)，从而获得边坡稳定性系数K与含水率ω之间的函数(2)；进一步求解获得含水率ω；

S3、根据电阻与电阻率的关系，推导获得出边坡电阻率ρ与含水率ω之间的函数(3)，求解获得电阻率ρ；

S4、步骤S1获得的边坡稳定性系数K大于1.5说明边坡稳定；设定边坡稳定性系数K为1.05～1.15时，为三级边坡工程；K为1.15～1.29时，为二级边坡工程，K为1.30～1.50时，为一级边坡工程；