CN102354434A - 基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法及装置 - Google Patents

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谢涛
夏开宗
盛韩微
陈旺
何中明
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Abstract

本发明公开了一种基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法及装置，在边坡体内部埋设声发射传感器，利用声发射传感器采集到的边坡灾变初期阶段的声发射信号，并将采集到的信号以无线传输的方式发送到安装在道路安全位置的数据接收器；数据接收器将信号通过公路沿线的通信电缆传输到数据处理计算机中；数据处理计算机将信号进行分析处理，并根据处理的结果做出相应级别的预警措施，预警信息通过通信电缆输送给发生灾害路段的预警显示屏，以提醒过往车辆采取相应的减灾防灾措施。

Description

基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法及装置
技术领域
本发明涉及交通工程领域，尤其是一种基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法及装置。
背景技术
目前，随着我国经济的持续快速发展和城镇化的推进，大量的公路建设所形成的露天边坡、自然风化和水蚀等因素形成的需要进行灾害治理的边坡正在逐年增加。经我们调研统计，镇胜高速公路的K 2006至K2010+200段就有20多个边坡，大多数整体稳定性不好，存在潜在滑坡的趋势。由此带来的边坡地质灾害将会给人民的生命和财产安全带来严重威胁，使国民经济遭到重大损失。
贵州地处青藏高原东侧，受青藏高原持续隆升的影响，形成高山峡谷的地貌景观。不仅导致高边坡“景观”发育；而且导致由于边坡失稳造成的崩滑地质灾害极为频繁，并且具有规模大、机理复杂、危害大、防治难度高的特点，影响和制约着这一地区社会经济发展和西部大开发战略实施。
随着一系列举世瞩目的重大工程，如“西电东送”、南水北调工程、高速和高等级公路网建设等已经或即将实施。毫无疑问，这一地区的进一步开发，也必将带来更大规模、更大范围的边坡地质灾害及相关的环境问题亟待研究解决。
经调研统计，镇胜高速公路的某段短短的5km左右就有20多个边坡，大多数稳定性较差，存在潜在滑坡的危害。由此可能带来的边坡地质灾害将会给人民的生命和财产安全带来严重威胁，使国民经济遭到重大损失。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法及装置，它实时地对边坡灾害进行智能预警，有效避免边坡地质灾害可能带来的人员和财产的损失，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法，在公路边坡体内部埋设声发射传感器，利用声发射传感器采集到的边坡灾变初期阶段的声发射信号，并将采集到的信号以无线传输的方式发送到安装在道路安全位置的数据接收器；数据接收器将信号通过公路沿线的通信电缆传输到数据处理计算机中；数据处理计算机将信号进行分析处理，并根据处理的结果做出相应级别的预警措施，预警信息通过通信电缆输送给发生灾害路段的预警显示屏，以提醒过往车辆采取相应的减灾防灾措施。
基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警装置，包括声发射传感器，声发射传感器与数据接收器连接；数据接收器与数据处理计算机连接，在处理计算机上连接有预警显示屏。
声发射传感器为4个以上。这是基于声发射源三维时差定位算法确定的，当传感器个数≥5时,可以减小干扰误差,计算出的声发射源坐标也就更为准确；同时还可以实现对潜在滑坡全域进行大范围的监测监控点布置，保证数据采集的可靠有效，为实现潜在滑坡体状态监测和预警提供数据分析基础。
声发射传感器与数据接收器之间为无线连接。这样有效避免数据传送设备被人为破坏或环境腐蚀，也能保证灾害发生过程中和灾害发生后的数据的有效传输。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明通过声发射传感器采集边坡早期灾变的声发射信号，将采集到的信号以无线传输的方式发送到安装在道路安全位置的数据接收器，再通过公路沿线的通信电缆等设施传输到数据分析中心的计算机中进行分析处理，并根据处理的结果做出相应级别的预警措施，预警信息通过通信电缆输送给发生灾害路段的预警显示屏，以提醒过往车辆采取相应的减灾防灾措施，从而达到边坡灾害智能预警的目的，为边坡地质灾害发生时的应急处理提供宝贵的时间，从而有效规避边坡地质灾害可能带来的人员和财产的重大损失。本发明的方法简单，容易实施，所采用的装置结构简单，制作方便，成本低廉，使用效果好。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例：基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法，在公路边坡体内部埋设声发射传感器，利用声发射传感器采集到的边坡灾变初期阶段的声发射信号，并将采集到的信号以无线传输的方式发送到安装在道路安全位置的数据接收器；数据接收器将信号通过公路沿线的通信电缆传输到数据处理计算机中；数据处理计算机将信号进行分析处理，并根据处理的结果做出相应级别的预警措施，预警信息通过通信电缆输送给发生灾害路段的预警显示屏，以提醒过往车辆采取相应的减灾防灾措施。
基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警装置的结构如图1所示，制作4个声发射传感器1，将所有的声发射传感器1与数据接收器2通过无线方式进行声发射信号传输；数据接收器2通过公路沿线的通信电缆与数据处理计算机3连接，处理计算机3通过公路沿线的通信电缆与预警显示屏5连接。
在使用过程中，先将声发射传感器1以阵列形式的埋设在存在潜在破坏的公路的滑坡体内部，并在存在潜在破坏的滑坡体路段安装上预警显示屏4；边坡作为一个天然的有机体，在发生地质灾害前岩土体都会存在细观的潜在破坏阶段，并伴随着相应的声发射现象产生。设置在边坡体内部的声音传感器1将采集到的边坡灾变初期阶段的声发射信号，以无线传输的方式发送到安装在道路安全位置的数据接收器2，数据接收器2将信号通过公路沿线的通信电缆传输到数据分析中心的计算机3，数据分析中心的计算机3将信号滤波后，以基于声发射源三维时差定位方法定位声源的具***置，计算比较声发射值与阈值的相关关系，并做出相应级别的预警措施，预警信息通过公路沿线的通信电缆输送给发生灾害路段的预警显示屏4，以提醒过往车辆采取相应的减灾防灾措施，从而达到边坡灾害智能预警的目的，有效避免边坡地质灾害可能带来的人员和财产的损失。

Claims (4)

1.一种基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警方法，其特征在于：在公路边坡体内部埋设声发射传感器，利用声发射传感器采集到的边坡灾变初期阶段的声发射信号，并将采集到的信号以无线传输的方式发送到安装在道路安全位置的数据接收器；数据接收器将信号通过公路沿线的通信电缆传输到数据处理计算机中；数据处理计算机将信号进行分析处理，并根据处理的结果做出相应级别的预警措施，预警信息通过通信电缆输送给发生灾害路段的预警显示屏，以提醒过往车辆采取相应的减灾防灾措施。
2.一种基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警装置，包括声发射传感器（1），其特征在于：声发射传感器（1）与数据接收器（2）连接；数据接收器（2）与数据处理计算机（3）连接，在处理计算机（3）上连接有预警显示屏（5）。
3.根据权利要求2所述的基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警装置，其特征在于：声发射传感器（1）为4个以上。
4.根据权利要求2所述的基于声发射的边坡地质灾害无线智能监控预警装置，其特征在于：声发射传感器（1）与数据接收器（2）之间为无线连接。
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