一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法
【专利摘要】本发明涉及区域山体滑坡定量检测方法研究领域，特别是一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法。在待测山体的区域等距离的位置上建立N个测量点，并同时安装垂直方向的低频加速度传感器和垂直方向的速度传感器；以相同的采样时间间隔，完全同步采集山体地表微振动所产生的垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度信号，并对各个测量点获取的振动加速度和振动速度信号进行相位计算，得出各测量点振动加速度对振动速度在测量时间内的平均相位差，以这一区域各测量点的平均相位差的平均值作为该测量山体的等效疏松度。通过对该测量山体的定期检测，记录并跟踪等效疏松度，实现对测量山体滑动可能性的实时、定量跟踪。
【专利说明】一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及区域山体滑坡定量检测方法研究领域，特别是一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法。
【背景技术】
[0002]我国是地质灾害多发国家之一，尤以滑坡灾害最为严重。据不完全统计，我国有70多座城市和460多个县市受到滑坡灾害的威胁及危害，平均每年至少造成15?23亿元的经济损失。同时，很多国家重点工程的建设和运营也受到滑坡灾害的威胁，如长江三峡等水利工程以及西线东送工程等等。近年来，我国政府对地质灾害投入了极大的关注，组织全国各个部门力量，全面展开滑坡灾害的防治工作。但是，由于滑坡易发区地质条件的复杂性，很多已进行治理的滑坡仍然存在持续变形甚至滑动的可能。因此，对于滑坡的监测以及预测同样具有十分重要的意义。目前，对山体滑坡的监控手段大都以经验判断的方式进行，存在工作量大、常常受恶劣天气条件限制、判断山体滑动的精度性差等许多不足；本发明以定量的方式，通过对滑坡的连续监测，可以掌握滑坡体的演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，为正确分析、评价滑坡以及滑坡预测、预报等提供可靠资料和科学依据。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有对山体滑坡检测技术中的不足，实现对测量山体滑动可能性的实时、定量跟踪。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:
501:在待测山体的一个圆周上，等距离建立N个测量点；
502:在各测量点上同时安装垂直方向的加速度传感器和垂直方向的速度传感器，并进行各测量点地表微振动加速度和振动速度同步动态测量；
503:以完全相同的采样时间间隔，同步采集各测量点地表微振动的垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度；
504:对获取的各测量点垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度信号各自进行相位计算，分别得出各测量点的垂直方向振动加速度对垂直方向振动速度在测量时间内的平均相位差，所得各测量点的平均相位差的平均值，即作为该山体测量区域的等效疏松度。
[0005]进一步的，所述的各测量点所处的方向可取圆周上的八个相对方向。
[0006]进一步的，所述的加速度传感器是低频加速度传感器；所述的速度传感器是低频速度传感器。
[0007]进一步的，所述的等距离分布的N个测量点，在上述的多次测量中保持固定不变。
[0008]进一步的，所述各测量点所处的位置与地表连接，使加速器传感器和速度传感器能够完全传递山体由于周围环境所产生的地表微振动。[0009]进一步的，所述的N为大于O的自然数，且N为8。
[0010]进一步的，所述等效疏松度获取后，可通过在线的方式对测量山体的等效疏松度进行动态跟踪记录，根据等效疏松度的增减情况，判断测量山体的具体情况，并判断是否作出山体滑坡的预警。
[0011]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:本发明使用低频加速度传感器和速度传感器来实时监测山体的地表微振动加速度和微振动速度，并计算得出振动加速度对振动速度在测量时间和测量区域内的相位差平均值，记录并跟踪总相位差平均值即等效疏松度，通过此方法能够实现对测量区域山体的在线、实时和定量检测。
【具体实施方式】
[0012]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例加以说明。
[0013]本发明提供一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:
501:在待测山体的一个圆周上，等距离建立N个测量点；
502:在各测量点上同时安装垂直方向的加速度传感器和垂直方向的速度传感器，并进行各测量点地表微振动加速度和振动速度同步动态测量；
503:以完全相同的采样时间间隔，同步采集各测量点地表微振动的垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度；
504:对获取的各测量点垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度信号各自进行相位计算，分别得出各测量点的垂直方向振动加速度对垂直方向振动速度在测量时间内的平均相位差，所得各测量点的平均相位差的平均值，即作为该山体测量区域的等效疏松度。
[0014]为了确定各测量点的具体方位，所述的各测量点所处的方向可取圆周上的八个相对方向。
[0015]所述的加速度传感器是低频加速度传感器；所述的速度传感器是低频速度传感器。
[0016]为了保证测量值的准确有效，所述的等距离分布的N个测量点，在上述的多次测量中保持固定不变。
[0017]为了保证加速度传感器和速度传感器测量的准确性，所述各测量点所处的位置与地表连接，使加速度传感器和速度传感器能够完全传递山体由于周围环境所产生的地表微振动。
[0018]所述的N为大于O的自然数，且N为8。
[0019]为了实现对山体滑坡的预警，所述等效疏松度获取后，可通过在线的方式对测量山体的等效疏松度进行动态跟踪记录，根据等效疏松度的增减情况，判断测量山体的具体情况，并判断是否作出山体滑坡的预警。
[0020]以下结合具体实施例对本发明进行描述，其具体步骤如下:
步骤SOl:建立测量点:
在待测山体的一个半径为50m的圆周上，等距离建立8个测量点，且8个测量点处于圆周的八个相对方向上；
为了保证测量值的准确有效，所述的等距离分布的8个测量点，在测量中保持固定不变；
为了保证加速度传感器和速度传感器测量的准确性，所述各测量点所处的位置与地表连接，使加速度传感器和速度传感器能够完全传递山体由于周围环境所产生的地表微振动；
步骤S02:安装加速度传感器和速度传感器:
在各测量点上同时安装垂直方向(Z方向)的低频加速度传感器和垂直方向(Z方向)的低频速度传感器，并进行各测量点地表微振动加速度和振动速度同步动态测量；
步骤S03:采集振动加速度信号和振动速度信号:
以相同的采样时间间隔10ms，完全同步采集各测量点地表微振动的垂直方向(Z方向)振动加速度信号和垂直方向(Z方向)振动速度信号；
步骤S04:处理振动加速度信号和振动速度信号:
对获取的各测量点垂直方向(Z方向)振动加速度信号和垂直方向(Z方向)振动速度信号各自进行相位计算，分别得出各测量点的垂直方向(Z方向)振动加速度对垂直方向(Z方向)振动速度在测量时间内的平均相位差，所得各测量点的平均相位差的平均值，即作为该山体测量区域的等效疏松度。
[0021]由于山体产生滑动时，测量计算得到的总平均相位差值即等效疏松度将发生显著增加，通过记录并跟踪山体等效疏松度，当等效疏松度上升10%以上时，就对应着该山体可能产生滑动，根据等效疏松度作出山体滑坡预警，因此可以以实时、定量和动态的方式，实现对测量山体滑动的实时定量跟踪。
[0022]以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变得到的一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于: 501:在待测山体的一个圆周上，等距离建立N个测量点； 502:在各测量点上同时安装垂直方向的加速度传感器和垂直方向的速度传感器，并进行各测量点地表微振动加速度和振动速度同步动态测量； 503:以完全相同的采样时间间隔，同步采集各测量点地表微振动的垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度； 504:对获取的各测量点垂直方向振动加速度和垂直方向振动速度信号各自进行相位计算，分别得出各测量点的垂直方向振动加速度对垂直方向振动速度在测量时间内的平均相位差，所得各测量点的平均相位差的平均值，即作为该山体测量区域的等效疏松度。
2.根据权利要求1所述的用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:所述的各测量点所处的方向可取圆周上的八个相对方向。
3.根据权利要求1所述的用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:所述的加速度传感器是低频加速度传感器；所述的速度传感器是低频速度传感器。
4.根据权利要求1所述的用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:所述的等距离分布的N个测量点，在上述的多次测量中保持固定不变。
5.根据权利要求1所述的用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:所述各测量点所处的位置与地表连接，使加速度传感器和速度传感器能够完全传递山体由于周围环境所产生的地表微振动。
6.根据权利要求1或4所述的用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:所述的N为大于O的自然数，且N为8。
7.根据权利要求1所述的用于山体滑坡预警的等效疏松度测量方法，其特征在于:所述等效疏松度获取后，可通过在线的方式对测量山体的等效疏松度进行动态跟踪记录，根据等效疏松度的增减情况，判断测量山体的具体情况，并判断是否作出山体滑坡的预警。
【文档编号】G08B21/10GK103472207SQ201310456485
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】吴维青 申请人:福州大学