[发明专利]一种边坡深部连续位移监测装置和方法

权利要求书

1.一种边坡深部连续位移监测方法，其特征在于，所述监测方法使用边坡深部连续位移监测装置进行监测，所述的监测装置包括分布式光纤、BOTDR分布式光纤传感系统、多个测斜管和套管，所述分布式光纤设置于所述测斜管的内置光纤槽之内，所述分布式光纤与所述内置光纤槽之间的空间设置有粘结剂，以使所述分布式光纤的形状与所述测斜管的形状相互配合，所述分布式光纤利用所述BOTDR分布式光纤传感系统对所述边坡深部的连续位移进行监测；

所述测斜管设置有两对内置光纤槽，每对内置光纤槽具有两个内置光纤槽，两个内置光纤槽在所述测斜管的纵截面上为U型结构，两对内置光纤槽在所述测斜管的横截面上相互垂直；

所述测斜管与所述测斜管之间使用套管进行连接，所述测斜管的外壁上设置有四个凸肋，四个所述凸肋与四个所述内置光纤槽分别对应设置，所述套管的内壁上设置有四个凹型导向滑槽，四个所述凸肋与四个所述凹型导向滑槽对应设置，所述凸肋与所述凹型导向滑槽相互配合，以使上下测斜管对齐；

所述监测方法包括：

（1）形成安装孔，所述安装孔的竖向轴线的垂直偏差小于5°，对所述安装孔进行洗孔处理和抽水处理；

（2）组装所述监测装置的分布式光纤、测斜管和套管，将组装之后的测斜管安装在所述安装孔之内，转动所述测斜管，直至所述测斜管的其中一对凸肋垂直于测量边坡面，另外一对凸肋平行于测量边坡面，所述测斜管的管口与地面之间的高度范围为0.5-1m；

（3）拉紧所述分布式光纤，以使所述分布式光纤沿着所述测斜管垂直设置，将所述粘结剂注入所述内置光纤槽，直至充满所述内置光纤槽；

（4）固定测斜管，在测斜管与安装孔之间回填材料，封闭所述安装孔；

（5）将所述分布式光纤分别插入所述BOTDR分布式光纤传感系统的数据接头入口和数据接头出口；在所述BOTDR分布式光纤传感系统之中设置应变与布里渊频移关系函数：，其中，为分布式光纤单位分辨率应变，为光纤的布里渊频移-单位分辨率应变函数，为光纤的布里渊频移；顺直展开所述测斜管管顶位置的分布式光纤进行测量，记录布里渊频移与位置曲线，以150°以上的角度对折所述测斜管处的分布式光纤，再次记录布里渊频移与位置曲线，根据两次得到的布里渊频移与位置曲线，获得并记录所述测斜管处的分布式光纤在所述布里渊频移与位置曲线的位置；

（6）对测斜孔内分布式光纤由下到上依次编号为1、2、3、4、5、6……i，孔底编号为1，地面露出端为i；第一次得到读数为，第二次得到读数为，第三次得到读数为，……第j次得到读数为；根据单位变形与角度的关系可以得到：

（1）

（2）

其中，为分布式光纤单位在沿深度方向的倾角，单位：°；

通过分段积分可得到测斜管在不同深度的变形如下：

（3）

（4）

其中，为边坡垂直于坡面方向的变形，单位：mm，为边坡平行与坡面方向的变形，单位：mm。