一種用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及區(qū)域山體滑坡定量檢測方法研究領(lǐng)域，特別是一種用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法。在待測山體的區(qū)域等距離的位置上建立N個測量點(diǎn)，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(chǎn)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(diǎn)獲取的振動加速度和振動速度信號進(jìn)行相位計(jì)算，得出各測量點(diǎn)振動加速度對振動速度在測量時間內(nèi)的平均相位差，以這一區(qū)域各測量點(diǎn)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(shí)現(xiàn)對測量山體滑動可能性的實(shí)時、定量跟蹤。
【專利說明】一種用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及區(qū)域山體滑坡定量檢測方法研究領(lǐng)域，特別是一種用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國家之一，尤以滑坡災(zāi)害最為嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國有70多座城市和460多個縣市受到滑坡災(zāi)害的威脅及危害，平均每年至少造成15?23億元的經(jīng)濟(jì)損失。同時，很多國家重點(diǎn)工程的建設(shè)和運(yùn)營也受到滑坡災(zāi)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(zhì)災(zāi)害投入了極大的關(guān)注，組織全國各個部門力量，全面展開滑坡災(zāi)害的防治工作。但是，由于滑坡易發(fā)區(qū)地質(zhì)條件的復(fù)雜性，很多已進(jìn)行治理的滑坡仍然存在持續(xù)變形甚至滑動的可能。因此，對于滑坡的監(jiān)測以及預(yù)測同樣具有十分重要的意義。目前，對山體滑坡的監(jiān)控手段大都以經(jīng)驗(yàn)判斷的方式進(jìn)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(fā)明以定量的方式，通過對滑坡的連續(xù)監(jiān)測，可以掌握滑坡體的演變過程，及時捕捉崩滑災(zāi)害的特征信息，為正確分析、評價滑坡以及滑坡預(yù)測、預(yù)報等提供可靠資料和科學(xué)依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有對山體滑坡檢測技術(shù)中的不足，實(shí)現(xiàn)對測量山體滑動可能性的實(shí)時、定量跟蹤。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于山體滑坡預(yù)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(diǎn)；
502:在各測量點(diǎn)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(jìn)行各測量點(diǎn)地表微振動加速度和振動速度同步動態(tài)測量；
503:以完全相同的采樣時間間隔，同步采集各測量點(diǎn)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(diǎn)垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號各自進(jìn)行相位計(jì)算，分別得出各測量點(diǎn)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(nèi)的平均相位差，所得各測量點(diǎn)的平均相位差的平均值，即作為該山體測量區(qū)域的等效疏松度。
[0005]進(jìn)一步的，所述的各測量點(diǎn)所處的方向可取圓周上的八個相對方向。
[0006]進(jìn)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(jìn)一步的，所述的等距離分布的N個測量點(diǎn)，在上述的多次測量中保持固定不變。
[0008]進(jìn)一步的，所述各測量點(diǎn)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(huán)境所產(chǎn)生的地表微振動。[0009]進(jìn)一步的，所述的N為大于O的自然數(shù)，且N為8。
[0010]進(jìn)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(jìn)行動態(tài)跟蹤記錄，根據(jù)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(yù)警。
[0011]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明使用低頻加速度傳感器和速度傳感器來實(shí)時監(jiān)測山體的地表微振動加速度和微振動速度，并計(jì)算得出振動加速度對振動速度在測量時間和測量區(qū)域內(nèi)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?qū)崿F(xiàn)對測量區(qū)域山體的在線、實(shí)時和定量檢測。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實(shí)施例加以說明。
[0013]本發(fā)明提供一種用于山體滑坡預(yù)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(diǎn)；
502:在各測量點(diǎn)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(jìn)行各測量點(diǎn)地表微振動加速度和振動速度同步動態(tài)測量；
503:以完全相同的采樣時間間隔，同步采集各測量點(diǎn)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(diǎn)垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號各自進(jìn)行相位計(jì)算，分別得出各測量點(diǎn)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(nèi)的平均相位差，所得各測量點(diǎn)的平均相位差的平均值，即作為該山體測量區(qū)域的等效疏松度。
[0014]為了確定各測量點(diǎn)的具體方位，所述的各測量點(diǎn)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(zhǔn)確有效，所述的等距離分布的N個測量點(diǎn)，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(zhǔn)確性，所述各測量點(diǎn)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(huán)境所產(chǎn)生的地表微振動。
[0018]所述的N為大于O的自然數(shù)，且N為8。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)對山體滑坡的預(yù)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(jìn)行動態(tài)跟蹤記錄，根據(jù)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(yù)警。
[0020]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，其具體步驟如下:
步驟SOl:建立測量點(diǎn):
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(diǎn)，且8個測量點(diǎn)處于圓周的八個相對方向上；
為了保證測量值的準(zhǔn)確有效，所述的等距離分布的8個測量點(diǎn)，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(zhǔn)確性，所述各測量點(diǎn)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(huán)境所產(chǎn)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(diǎn)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(jìn)行各測量點(diǎn)地表微振動加速度和振動速度同步動態(tài)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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行相位計(jì)算，分別得出各測量點(diǎn)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(nèi)的平均相位差，所得各測量點(diǎn)的平均相位差的平均值，即作為該山體測量區(qū)域的等效疏松度。
[0021]由于山體產(chǎn)生滑動時，測量計(jì)算得到的總平均相位差值即等效疏松度將發(fā)生顯著增加，通過記錄并跟蹤山體等效疏松度，當(dāng)?shù)刃杷啥壬仙?0%以上時，就對應(yīng)著該山體可能產(chǎn)生滑動，根據(jù)等效疏松度作出山體滑坡預(yù)警，因此可以以實(shí)時、定量和動態(tài)的方式，實(shí)現(xiàn)對測量山體滑動的實(shí)時定量跟蹤。
[0022]以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變得到的一種用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于山體滑坡預(yù)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(diǎn)； 502:在各測量點(diǎn)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(jìn)行各測量點(diǎn)地表微振動加速度和振動速度同步動態(tài)測量； 503:以完全相同的采樣時間間隔，同步采集各測量點(diǎn)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(diǎn)垂直方向振動加速度和垂直方向振動速度信號各自進(jìn)行相位計(jì)算，分別得出各測量點(diǎn)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(nèi)的平均相位差，所得各測量點(diǎn)的平均相位差的平均值，即作為該山體測量區(qū)域的等效疏松度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法，其特征在于:所述的各測量點(diǎn)所處的方向可取圓周上的八個相對方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于山體滑坡預(yù)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(jù)權(quán)利要求1所述的用于山體滑坡預(yù)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(diǎn)，在上述的多次測量中保持固定不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于山體滑坡預(yù)警的等效疏松度測量方法，其特征在于:所述各測量點(diǎn)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(huán)境所產(chǎn)生的地表微振動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于山體滑坡預(yù)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(shù)，且N為8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于山體滑坡預(yù)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(jìn)行動態(tài)跟蹤記錄，根據(jù)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(yù)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(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】吳維青 申請人:福州大學(xué)