一种崩塌体裂缝识别报警装置及其识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地质监测技术领域，尤其是一种崩塌体裂缝识别报警装置及其识别方 法。
【背景技术】
[0002] 崩塌是指在一定的自然条件与地质条件下，组成斜坡的部分岩土体，在以重力为 主的作用下，突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷）的地质现象。崩塌体在发生前 一般都会有较明显的变形特征，例如在崩塌体的前缘会有小块体、土体的滚落，在崩塌体的 后缘可能会出现局部或整体的裂缝。针对崩塌体的监测，分为变形监测、物理因素监测等方 法。
[0003]崩塌会使建筑物，有时甚至使整个居民点遭到毁坏，使公路和铁路被掩埋。由崩塌 带来的损失，不只是建筑物毁坏的直接损失，并且常因此而使交通中断，给运输带来重大损 失。
[0004] 崩塌体的变形监测主要包括了位移监测和倾斜监测。位移监测分为了地表和地下 的绝对位移和相对位移监测。绝对位移监测主要监测崩塌体的三维（X、Y、Z)位移量、位移 方向和位移速率。相对位移监测主要监测崩塌体重点星变形部位、裂缝、崩滑带等点与点之 间的相对位移，包括张开、闭合、搓动、抬升、下降等因素。倾斜监测同样分为地面和地下倾 斜监测，主要监测崩塌体的倾倒角度变化、倾摆变形及切层蠕滑。崩塌体物理因素监测主要 监测对象包括地声监测、地应力监测和地温监测等。此类物理量不能直接反映崩塌体的实 际变形量，可配合变形监测综合判断崩塌体的变形强度、趋势，可以掌握崩塌体的动态变形 特征。
[0005] 崩塌体变形简易监测方法主要是利用简单实用的工具来测量，在崩塌体裂缝两侧 (或上下）插入木筋、钢筋、埋粧法标记，使用钢卷尺进行裂缝测量，还可以在裂缝上黏贴水 泥砂浆片来测量裂缝变形情况。
[0006] 崩滑体地表变形监测。方法在崩滑体上设置固定的监测粧，在其外围稳定地段设 置固定的测站粧。两种粧均用混凝土制成，埋设深度应在0. 5~1. 0m以下，冻结区的埋设 深度应在冻结层以下0. 5m。常用的监测仪器是高精度测角、测距的光学仪器和光电测距仪 器，有经炜仪、水准仪、光电测距仪、全站式电子速测仪等 技术成熟，精度高，资料可靠，信息量大。缺点是受地形视通条件和气候影响均较大。
[0007] 全球定位系统（GPS)法。利用空间卫星定位系统，实现与崩滑体大地测量法相同 的监测内容。三维（X、Y、Z)位移量可同时测出，对运动中的点能精确测出其速率；且不受 视通条件限制，能连续监测，精度在不断提高。
[0008] 遥感（RS)法和近景摄影法。遥感法利用地球卫星或飞机，周期性的拍摄崩滑体的 变形，适用于大范围、区域性崩滑体监测。近景摄影法是将近景摄影仪安装在稳定区两个不 同位置的测站上，同时对崩滑体的图像进行周期性拍摄，构成立体图像。用立体坐标仪量测 图像上各监测点的三维（X、Y、Z)位移量。该图像是崩滑体变形的实况记录，可随时比较分 析，且外业工作简便，可同时监测多个监测点的位移。
[0009] 地声监测法。利用地声发射仪、地音探测仪等，采集岩体变形微破裂或破坏时释放 出的应力波强度、频度等信号资料，分析、判断崩滑体变形情况。仪器一般应设置在崩滑体 应力集中部位，地表、地下均可，灵敏度较高，可连续监测，但仅适用于岩质崩滑体或斜坡的 变形监测，且在崩滑体匀速变形阶段不宜使用。地应力监测法。利用埋设于钻孔、平硐、竖 井内的地应力计监测岩质崩滑体内不同部位的应力变化，分析、判断崩滑体变形情况。也可 在地表安设水平应力计，监测地表应力变化情况，分辨拉力区、压力区等。另外，利用差动传 递式土压力计、应变式压力计，可监测土质崩滑体地表应力变化情况。
[0010] 专利申请号CN204255336U公布了一种崩塌滑坡形变传感装置，该装置主要包括 传感器、保护壳、钢丝拉绳和钢丝固定座等部分，变形监测传感器需要安装防护壳，并且需 要在崩塌滑坡变形体两端分别固定，通过钢丝绳来跨接变形体两端来测量形变位移，主要 缺点在于安装、防护不便，受天气气候因素影响较大，可能对崩塌滑坡形变精度造成影响， 并且不适用于行变量较大的崩塌滑坡体。
[0011] 专利申请号CN201410430714同样提出一种基于物联网的区域崩塌灾害实时监测 系统，其对崩塌体的裂缝监测同样使用裂缝计，裂缝计在布设过程中需对崩塌体两端分别 进行固定与安装，主要缺点是安装、维护不便，监测范围小，受天气气候因素影响较大，影响 测量精度。
[0012] 专利申请号CN103528488A提出一种实时监测崩塌体状态的监测系统，原理同样 是利用位移传感器来测量崩塌体的变形量，采用接触式位移传感器测量变形量都会受到外 界不稳定因素的影响，造成变形量精度上的误差。主要缺点依然是安装、维护不便，监测范 围小，同时该专利并没有在现场设置报警装置，不能第一时间通知崩塌体现场人员组织撤 离，最快最大程度上降低并减少安全损失。
[0013] 发明专利公开号CN101452642A公开了一种用于山体滑坡监测的联组式红外位移 传感器网络节点，可监测边坡横向、纵向、高差三维位移及崩塌信息，较客观地辨识和评估 滑坡及崩塌的位置、状态及等级的目的。实用新型专利CN201220720398说明一种利用激光 位移传感器监测危岩体崩塌的装置，主要是利用激光位移传感器来测量危岩体裂缝两端的 变化情况，通过在稳定段向移动端发射激光束来接收反射信号测量具体的位移变化情况。 发明专利公开号CN1338639A公开了一种滑坡和崩塌的动态监测装置，同样是利用激光传 感器来测量崩塌体的变形情况，原理是在崩塌体相对稳定一端固定激光传感器，通过在崩 塌体移动端放置接收光的望远镜来达到测量目的。红外位移传感器和激光位移传感器对电 能要求较高，并且不能长时间通电测量，时间较长后可能导致红外传感器和激光传感器发 热，导致性能降低。红外位移传感器和激光位移传感器对布设要求较高，安装施工难度较 大，必须准确定位才可使发射与接收信号吻合，否则导致测量准确度降低，对一些大型危险 的崩塌体不适合布设。
【发明内容】
[0014] 本发明要解决的技术问题是提供一种崩塌体裂缝识别报警装置及其识别方法，能 够解决现有技术的不足，该装置操作简单、体积灵巧、安装方便、精度高、功耗小，数据直观 可视化，可实现对崩塌体裂缝的高效识别及崩塌体危险区域的现场报警，尽早发现崩塌体 裂缝变化情况，及时发出报警信号，最大限度地避免或减少崩塌灾害带来的危害性。
[0015] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0016] 一种崩塌体裂缝识别报警装置，包括控制模块，控制模块分别连接有供电模块、裂 缝识别检测模块和智能报警模块，控制模块通过数据传输模块连接至远程数据监控中心。
[0017] 作为优选，所述裂缝识别检测模块包括， 4K高清视觉传感模块，用于对裂缝进行高清晰、高精度视觉数据识别与检测； 视频数据A/D采样模块，用于对视觉数据进行相应的A/D转换； 视觉数据压缩模块，用于对数据压缩，使数据形成简洁、方便的数据形式。