[发明专利]倾倒式危岩的岩腔风化深度监测系统与崩塌预警方法

权利要求书

1.一种倾倒式危岩的岩腔风化深度监测系统，其特征在于：包括激光雷达、反光圆柱、本地控制器、远程通信模块与远程监测中心；

所述激光雷达用于安装在岩腔顶部或底部；所述反光圆柱用于沿岩腔深度方向插入岩腔后壁并反射激光雷达所发射的激光；所述本地控制器中配置有数据采集程序用于控制激光雷达的扫描过程以及处理扫描数据；

所述数据采集程序包括如下步骤：

控制激光雷达发射激光光束沿反光圆柱的同一半圆周截面扫描，确认激光雷达到反光圆柱之间最短的激光光束与其相交圆柱母线所在平面，并将所述平面作为构造面；

控制激光雷达发射激光光束在所述构造面内360°旋转扫描，从而获取到自由端夹角与岩壁端夹角：根据反射光线的退偏度识别反光圆柱的岩壁端，根据反射光线从无到有或从有到无的状态以及反射光线退偏度来识别反光圆柱的自由端，其中，构造面内最短的那条反射光线的长度作为激光雷达与反光圆柱之间的距离h；最短的那条反射光线与自由端所反射光线的夹角为自由端夹角，最短的那条反射光线与岩壁端所反射光线的夹角为岩壁端夹角；

以自由端夹角作为固定夹角β；以岩壁端夹角作为变动夹角α；

所述远程通信模块用于将所述激光雷达与反光圆柱之间的距离h、固定夹角β与变动夹角α发送到远程监测中心；

所述远程监测中心用于根据如下公式计算岩腔风化深度ΔL：

其中，L₀表示反光圆柱的初始出露长度，L表示反光圆柱的风化后出露长度。

2.根据权利要求1所述的倾倒式危岩的岩腔风化深度监测系统，其特征在于：初始出露长度L₀＝h(tanα₀+tanβ)，其中，α₀表示通过执行所述数据采集程序获取到的变动夹角的初始值。

3.根据权利要求1所述的倾倒式危岩的岩腔风化深度监测系统，其特征在于：所述激光雷达通过粘合的方式固定在岩腔顶部或底部；所述远程通信模块通过粘贴的方式固定在岩体外壁。

4.根据权利要求1所述的倾倒式危岩的岩腔风化深度监测系统，其特征在于：通过电源管理模块获取太阳能电池板的电能并为所述激光雷达、本地控制器与远程通信模块供电。

5.根据权利要求1所述的倾倒式危岩的岩腔风化深度监测系统，其特征在于：所述远程通信模块为5G通信模块。