一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法
【專利摘要】本發明涉及區域山體滑坡定量檢測方法研究領域,特別是一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法。在待測山體的區域等距離的位置上建立N個測量點,并同時安裝垂直方向的低頻加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器;以相同的采樣時間間隔,完全同步采集山體地表微振動所產生的垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號,并對各個測量點獲取的振動加速度和振動速度信號進行相位計算,得出各測量點振動加速度對振動速度在測量時間內的平均相位差,以這一區域各測量點的平均相位差的平均值作為該測量山體的等效疏松度。通過對該測量山體的定期檢測,記錄并跟蹤等效疏松度,實現對測量山體滑動可能性的實時、定量跟蹤。
【專利說明】一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及區域山體滑坡定量檢測方法研究領域,特別是一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法。
【背景技術】
[0002]我國是地質災害多發國家之一,尤以滑坡災害最為嚴重。據不完全統計,我國有70多座城市和460多個縣市受到滑坡災害的威脅及危害,平均每年至少造成15?23億元的經濟損失。同時,很多國家重點工程的建設和運營也受到滑坡災害的威脅,如長江三峽等水利工程以及西線東送工程等等。近年來,我國政府對地質災害投入了極大的關注,組織全國各個部門力量,全面展開滑坡災害的防治工作。但是,由于滑坡易發區地質條件的復雜性,很多已進行治理的滑坡仍然存在持續變形甚至滑動的可能。因此,對于滑坡的監測以及預測同樣具有十分重要的意義。目前,對山體滑坡的監控手段大都以經驗判斷的方式進行,存在工作量大、常常受惡劣天氣條件限制、判斷山體滑動的精度性差等許多不足;本發明以定量的方式,通過對滑坡的連續監測,可以掌握滑坡體的演變過程,及時捕捉崩滑災害的特征信息,為正確分析、評價滑坡以及滑坡預測、預報等提供可靠資料和科學依據。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有對山體滑坡檢測技術中的不足,實現對測量山體滑動可能性的實時、定量跟蹤。
[0004]為實現上述目的,本發明的技術方案是:一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:
501:在待測山體的一個圓周上,等距離建立N個測量點;
502:在各測量點上同時安裝垂直方向的加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器,并進行各測量點地表微振動加速度和振動速度同步動態測量;
503:以完全相同的采樣時間間隔,同步采集各測量點地表微振動的垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度;
504:對獲取的各測量點垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號各自進行相位計算,分別得出各測量點的垂直方向振動加速度對垂直方向振動速度在測量時間內的平均相位差,所得各測量點的平均相位差的平均值,即作為該山體測量區域的等效疏松度。
[0005]進一步的,所述的各測量點所處的方向可取圓周上的八個相對方向。
[0006]進一步的,所述的加速度傳感器是低頻加速度傳感器;所述的速度傳感器是低頻速度傳感器。
[0007]進一步的,所述的等距離分布的N個測量點,在上述的多次測量中保持固定不變。
[0008]進一步的,所述各測量點所處的位置與地表連接,使加速器傳感器和速度傳感器能夠完全傳遞山體由于周圍環境所產生的地表微振動。[0009]進一步的,所述的N為大于O的自然數,且N為8。
[0010]進一步的,所述等效疏松度獲取后,可通過在線的方式對測量山體的等效疏松度進行動態跟蹤記錄,根據等效疏松度的增減情況,判斷測量山體的具體情況,并判斷是否作出山體滑坡的預警。
[0011]相較于現有技術,本發明具有以下有益效果:本發明使用低頻加速度傳感器和速度傳感器來實時監測山體的地表微振動加速度和微振動速度,并計算得出振動加速度對振動速度在測量時間和測量區域內的相位差平均值,記錄并跟蹤總相位差平均值即等效疏松度,通過此方法能夠實現對測量區域山體的在線、實時和定量檢測。
【具體實施方式】
[0012]為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果,以下結合具體實施例加以說明。
[0013]本發明提供一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:
501:在待測山體的一個圓周上,等距離建立N個測量點;
502:在各測量點上同時安裝垂直方向的加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器,并進行各測量點地表微振動加速度和振動速度同步動態測量;
503:以完全相同的采樣時間間隔,同步采集各測量點地表微振動的垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度;
504:對獲取的各測量點垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號各自進行相位計算,分別得出各測量點的垂直方向振動加速度對垂直方向振動速度在測量時間內的平均相位差,所得各測量點的平均相位差的平均值,即作為該山體測量區域的等效疏松度。
[0014]為了確定各測量點的具體方位,所述的各測量點所處的方向可取圓周上的八個相對方向。
[0015]所述的加速度傳感器是低頻加速度傳感器;所述的速度傳感器是低頻速度傳感器。
[0016]為了保證測量值的準確有效,所述的等距離分布的N個測量點,在上述的多次測量中保持固定不變。
[0017]為了保證加速度傳感器和速度傳感器測量的準確性,所述各測量點所處的位置與地表連接,使加速度傳感器和速度傳感器能夠完全傳遞山體由于周圍環境所產生的地表微振動。
[0018]所述的N為大于O的自然數,且N為8。
[0019]為了實現對山體滑坡的預警,所述等效疏松度獲取后,可通過在線的方式對測量山體的等效疏松度進行動態跟蹤記錄,根據等效疏松度的增減情況,判斷測量山體的具體情況,并判斷是否作出山體滑坡的預警。
[0020]以下結合具體實施例對本發明進行描述,其具體步驟如下:
步驟SOl:建立測量點:
在待測山體的一個半徑為50m的圓周上,等距離建立8個測量點,且8個測量點處于圓周的八個相對方向上;
為了保證測量值的準確有效,所述的等距離分布的8個測量點,在測量中保持固定不變;
為了保證加速度傳感器和速度傳感器測量的準確性,所述各測量點所處的位置與地表連接,使加速度傳感器和速度傳感器能夠完全傳遞山體由于周圍環境所產生的地表微振動;
步驟S02:安裝加速度傳感器和速度傳感器:
在各測量點上同時安裝垂直方向(Z方向)的低頻加速度傳感器和垂直方向(Z方向)的低頻速度傳感器,并進行各測量點地表微振動加速度和振動速度同步動態測量;
步驟S03:采集振動加速度信號和振動速度信號:
以相同的采樣時間間隔10ms,完全同步采集各測量點地表微振動的垂直方向(Z方向)振動加速度信號和垂直方向(Z方向)振動速度信號;
步驟S04:處理振動加速度信號和振動速度信號:
對獲取的各測量點垂直方向(Z方向)振動加速度信號和垂直方向(Z方向)振動速度信號各自進行相位計算,分別得出各測量點的垂直方向(Z方向)振動加速度對垂直方向(Z方向)振動速度在測量時間內的平均相位差,所得各測量點的平均相位差的平均值,即作為該山體測量區域的等效疏松度。
[0021]由于山體產生滑動時,測量計算得到的總平均相位差值即等效疏松度將發生顯著增加,通過記錄并跟蹤山體等效疏松度,當等效疏松度上升10%以上時,就對應著該山體可能產生滑動,根據等效疏松度作出山體滑坡預警,因此可以以實時、定量和動態的方式,實現對測量山體滑動的實時定量跟蹤。
[0022]以上是本發明的較佳實施例,凡依本發明技術方案所作的改變得到的一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,所產生的功能作用未超出本發明技術方案的范圍時,均屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于: 501:在待測山體的一個圓周上,等距離建立N個測量點; 502:在各測量點上同時安裝垂直方向的加速度傳感器和垂直方向的速度傳感器,并進行各測量點地表微振動加速度和振動速度同步動態測量; 503:以完全相同的采樣時間間隔,同步采集各測量點地表微振動的垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度; 504:對獲取的各測量點垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號各自進行相位計算,分別得出各測量點的垂直方向振動加速度對垂直方向振動速度在測量時間內的平均相位差,所得各測量點的平均相位差的平均值,即作為該山體測量區域的等效疏松度。
2.根據權利要求1所述的用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:所述的各測量點所處的方向可取圓周上的八個相對方向。
3.根據權利要求1所述的用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:所述的加速度傳感器是低頻加速度傳感器;所述的速度傳感器是低頻速度傳感器。
4.根據權利要求1所述的用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:所述的等距離分布的N個測量點,在上述的多次測量中保持固定不變。
5.根據權利要求1所述的用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:所述各測量點所處的位置與地表連接,使加速度傳感器和速度傳感器能夠完全傳遞山體由于周圍環境所產生的地表微振動。
6.根據權利要求1或4所述的用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:所述的N為大于O的自然數,且N為8。
7.根據權利要求1所述的用于山體滑坡預警的等效疏松度測量方法,其特征在于:所述等效疏松度獲取后,可通過在線的方式對測量山體的等效疏松度進行動態跟蹤記錄,根據等效疏松度的增減情況,判斷測量山體的具體情況,并判斷是否作出山體滑坡的預警。
【文檔編號】G08B21/10GK103472207SQ201310456485
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】吳維青 申請人:福州大學