[发明专利]一种砒砂岩边坡侵蚀监测方法

说明书

本发明公开了一种砒砂岩边坡侵蚀监测方法，基于一套砒砂岩边坡侵蚀监测装置，装置包括：FBG传感器、第一锚杆、第二锚杆和挡板，第二锚杆连接的挡板收集侵蚀的碎岩，带动第二锚杆发生位移变化，FBG传感器监测到该位移变化；解调分析模块接收FBG传感器光学参数变化信号；远程传输模块，将解调模块信号数据远程传输给计算机；计算机实时显示、处理信号值，并给出预警判定。本监测方法可以实时自动监测砒砂岩边坡的侵蚀变化，具有可靠性高、测试精度高、稳定性好等优点。

技术领域

本发明涉及边坡的侵蚀监测领域，具体涉及一种砒砂岩边坡侵蚀监测方法。

背景技术

砒砂岩是一种松散岩层，具体是指古生代二叠纪（约2.5亿年）和中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层，主要分布在黄河流域的晋陕蒙接壤地区，具有遇水成泥，遇风成沙的特点。基于所述特性，砒砂岩极易受到侵蚀作用，造成严重的水土流失现象。据统计，砒砂岩地区土壤侵蚀模数约为3~4万t/(km²·a)，其中进入黄河的泥沙量多年平均近2亿t，淤积到黄河下游河道的粗泥沙约为1亿t，占到黄河下游每年平均淤积量的25%。

目前，对砒砂岩边坡侵蚀量的监测方法较为单一，多依靠人力测量且监测的连续性较差，无法做到全天候测量。

发明内容

针对上述砒砂岩边坡侵蚀监测的技术问题，本发明提出了一种可以实现实时在线监测功能的砒砂岩边坡侵蚀监测方法，该方法能够实现实时自动在线监测的功能，降低人工监测的依赖性，提高监测精度。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种砒砂岩边坡侵蚀监测方法，基于一套砒砂岩边坡侵蚀监测装置，装置包括：第一锚杆，垂直于砒砂岩边坡坡面的插设在砒砂岩边坡内部，第一锚杆上端具有外伸于所述砒砂岩边坡的第一外伸段；

第二锚杆，垂直于砒砂岩边坡坡面的插设在所述砒砂岩边坡上且位于所述第一锚杆的下游，第二锚杆上端具有外伸于所述砒砂岩边坡的第二外伸段；

一伸缩套管，连接在所述第一锚杆和第二锚杆之间，伸缩套管的一端通过第一连接件与所述第一外伸段连接，伸缩套管的另一端通过第二连接件与所述第二外伸段连接；

FBG传感器，设置在所述伸缩套管内，FBG传感器的一端布设在所述第一连接件上，另一端布设在所述第二连接件上；

位移检测设备，通过通讯光纤与所述FBG传感器信号连接；

挡板，连接在第二锚杆顶端的所述第二外伸段上，用于收集砒砂岩边坡坡面上滑落的侵蚀碎岩；

位于第一锚杆下游的第二锚杆上端的挡板收集一定范围内侵蚀滑落的碎岩，因碎岩的重力作用，第二锚杆发生位移，FBG传感器监测到第二锚杆的位移变化，从而得到边坡的侵蚀量；解调分析模块读取变化信号并传输给计算机，计算机实时显示、存储变化信号数据，并根据设定的预警值进行判定，及时做出警示。

优选的，所述第一锚杆和第二锚杆结构相同，均包括锚杆本体和设置在锚杆本体底部的尖头部。

优选的，所述伸缩套管包括相互套接的外管和内管，所述内管设置在所述外管内，两根管道之间可相对滑动以实现伸缩。

优选的，所述位移检测设备包括解调分析模块、远程传输模块以及计算机，所述FBG传感器检测的位移信号依次经过解调分析模块、远程传输模块发送至所述计算机。

优选的，还包括供电模块，用于向所述解调分析模块、远程传输模块供电。

优选的，所述供电模块为光伏供电模块。

综上所述，本发明砒砂岩边坡侵蚀监测方法具有以下效果：