[发明专利]石窟寺顶板内壁岩体剥蚀量高精度实时监测的方法和装备

说明书

本发明公开了一种石窟寺顶板内壁岩体剥蚀量高精度实时监测的方法和装备，通过将激光测距器设置在与待测顶板内壁相平行且相距设定距离的位置，然后实时检测激光测距器与待测顶板内壁上检测点之间的距离，并将检测数据发送给处理器；检测环境温度，处理器根据环境温度对检测数据进行温度补偿处理，根据温度补偿处理后的数据判断待测顶板内壁上检测点处的剥蚀变形情况。本发明为预防性保护人员制定顶板稳定性措施奠定基础，推动石窟寺保护研究的发展，为石窟寺类文物洞室预防性保护提供科学数据。实现对石窟寺顶板剥蚀量或位移进行高效且精确监测的目的。

技术领域

本发明涉及室内墙体监测技术领域，具体涉及一种石窟寺顶板内壁岩体剥蚀量高精度实时监测的方法和装备。

背景技术

我国现存大量石窟寺洞室类文物洞室，例如西南石窟寺代表的重庆大足石刻，北部石窟代表的大同云冈石窟，西北石窟代表的天水麦积山石窟、敦煌莫高窟，中原代表的洛阳龙门石窟等，针对这些文物洞室的保护具有重大意义。

石窟寺洞室根据开凿方式可以分为两种，一种是依据天然洞室进行人工雕饰而成，另一种是完全经人工在崖壁上开挖、雕饰而成的洞室结构，具有边坡和地下工程双重特性，顶板内壁和雕像等石质结构均与大气直接接触，经过数百上千年的物理化学作用，表层岩体强度降低，出现剥蚀掉块现象，其剥蚀变形的规律与程度难以掌握，当剥蚀后的顶板厚度不能够支撑上覆岩体重量时，就会出现垮塌灾害。因此，如果无法对石窟寺类文物洞室稳定性做出预防性评估，就不能够有效制定文物预防性保护方案。

石窟寺类文物洞室顶板的监测不同于隧道、巷道、地下室等结构岩体顶板的监测，因为文物特殊的历史文化性质，岩体表层是文化层，即各种彩绘、浮雕等都在岩石外表层，不能够对岩体进行切、挖、钻、割、粘等接触式的干预，因此传统的接触式顶板监测方法都无法应用到石窟寺文物洞室顶板稳定性监测中，这是目前自动化监测所遇到的技术瓶颈，主要存在以下几点问题：(1)多数精确监测方式属于接触式监测，在安装架设装备的过程中会对文物产生不可修复的破坏；(2)非接触式的监测仪器精度较低，精度多在毫米级甚至厘米级，这对于文物保护领域剥蚀量的高精度监测需求相差甚远； (3)监测数据的传输，多采用分派人员去现场仪器进行数据采集，这大大增加了工程的工作量和成本，降低了工作效率，无法实时查看监测数据。

综上，利用现有的监测手段无法完全满足石窟寺洞室顶板剥蚀量的监测要求，且工作效率较低，会对洞室稳定性分析、文物预防性保护方案的制定造成技术瓶颈。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种石窟寺顶板内壁岩体剥蚀量高精度实时监测的方法和装备，能够至少解决现有监测方式容易对文物造成损坏、监测精度低、监测效率低下等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石窟寺顶板内壁岩体剥蚀量高精度实时监测的方法，包括以下步骤：

步骤1，将激光测距器设置在与待测顶板内壁相平行且相距设定距离的位置；

步骤2，检测所述激光测距器与所述待测顶板内壁上检测点之间的距离，并将检测数据发送给处理器；

步骤3，检测环境温度，所述处理器根据所述环境温度对所述检测数据进行温度补偿处理，根据所述温度补偿处理后的数据判断所述待测顶板内壁上检测点处的剥蚀变形情况。

进一步的，利用所述激光测距器对所述待测顶板内壁的多个检测点进行检测，得到所述多个检测点的检测数据，对所述多个检测点的检测数据进行插值处理，并根据插值处理后的数据判断所述待测顶板内壁上面状剥蚀变形情况。

进一步的，根据所述检测数据计算所述待测顶板内壁上对应检测点处的剥蚀速率。