[发明专利]基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法

说明书

基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法，包括以下步骤：配置边坡孤石多普勒远程激光测振系统；多普勒远程激光测振系统包括激光测速传感器，激光测速传感器通过数据线连接至振动速度信号解调器，振动速度信号解调器通过数据线连接至滤波器，滤波器通过数据线连接至数据分析处理器；通过多普勒远程激光测振系统得到的边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度三个指标；设置边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度三个指标预警值；对边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度三个参数与设置的预警值对比，超过预警值进行系统预警。该监测方法基于边坡孤石动力特征参数对边坡孤石进行监测预警。

技术领域

本发明属于公路、铁路、水电工程技术领域，具体地说涉及一种应用于边坡孤石的稳定性监测预警方法，具体的说是一种根据边坡孤石动力特征参数变化情况来判断边坡孤石稳定状态的监测预警方法。

背景技术

目前国内外边坡孤石稳定性监测预警方法已有多种，但基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法未有报道。

随着公路、铁路及水电工程发展，高陡边坡越来越多，国内外时常报道高陡边坡边坡孤石失稳造成生命财产损失事件，严重威胁着工程运行和维护的安全性。

边坡孤石稳定性监测预警方法主要有应力应变监测预警方法、位移监测预警方法、振动监测预警方法和群测群防等方法。

发明内容

边坡孤石多发生无明显位移的突然崩塌破坏，因此位移监测方法常常失效；应力应变监测方法，辅助以环境量监测，可判定当下实际结构的应力应变扩展现状并分析其变化趋势，缺少边坡孤石扰动后或工程加固后的结构内部抗滑指标的分析，造成实际监测的应力应变不能科学实施预警预报；振动监测方法发生在边坡孤石破坏之后，具有滞后性；群测群防方法依靠人员经验判断，缺乏可靠性。

本发明的目的在于提供一种基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法。该监测方法基于边坡孤石动力特征参数对边坡孤石进行监测预警，本发明采集信号精度高，远程非接触监测预警、无需额外激振源，设备采用锂电池供电，便携，具有适用性强特点。

本发明的目的是以下述方式实现的：

基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法，包括以下步骤：

①配置边坡孤石多普勒远程激光测振系统；多普勒远程激光测振系统包括激光测速传感器、振动速度信号解调器、滤波器和数据分析处理器，激光测速传感器通过数据线连接至振动速度信号解调器，振动速度信号解调器通过数据线连接至滤波器，滤波器通过数据线连接至数据分析处理器；

②激光测速传感器发射激光照射边坡孤石表面平整部位，激光测速传感器采集到的反射回来的激光进行多普勒频移分析得到边坡孤石三向振动速度信号，激光测速传感器将三向振动速度通过振动速度信号解调器传递到滤波器进行过滤噪声，滤波器将过滤噪声后的信息传递至数据分析处理器，数据分析处理器将分析得到的边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度作为基准值；

③设置边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度作的预警值；

④对边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度三个参数与设置的预警值对比，超过预警值进行系统预警。

上述基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法，步骤③设置边坡孤石竖直方向固有振动频率、粒子轨迹、振动速度作的预警值的方法如下：根据理论分析确定振动频率预警值，根据室内外试验结果确定粒子轨迹预警值和振幅预警值。

上述基于多普勒远程激光测振技术的边坡孤石稳定性监测预警方法，所述边坡孤石竖直方向固有振动频率的预警值分析方法如下：

边坡孤石竖直方向固有振动频率预警值计算方法