基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，该装置包括布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆，所述定点式应变传感光缆连接解调装置，解调装置连接数据采集处理装置。所述定点式应变传感光缆包括位于中心的光纤线芯，所述光纤线芯上刻写有光栅，光栅处于自由活动状态，定点式应变传感光缆通过环切口子露出光纤线芯后，灌入胶黏剂与光纤线芯固化构成一个胶接定点；所述定点式应变传感光缆中埋入有碳纤维丝。所述碳纤维丝通过控制模块连接数据采集处理装置。本实用新型专利技术通过布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆，能够实时检测滑坡变形量及含水率，并通过数据采集处理装置将监测的现场数据通过GPS传输到远程的服务器，服务器再对数据进行综合判断分析，推断稳定性。
High remote landslide early warning device based on deformation and moisture content
【技术实现步骤摘要】
基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置
本技术涉及滑坡监测
，具体是一种基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置。
技术介绍
高位远程滑坡即高位滑坡地质灾害，它从高陡斜坡上部位置剪出并形成凌空加速坠落，具有撞击粉碎效应和动力侵蚀效应，导致滑体解体碎化，从而转化为高速远程碎屑流滑动或泥石流流动，并铲刮下部岩土体，使体积明显增加。目前，滑坡变形大都采用位移监测，应用较为广泛，主要包括：①、大地精密测量法：其采用全站仪、水准仪、经纬仪等，其能观测滑坡体的绝对位移量，测量精度和效率都较高，适用于不同变形阶段的滑坡位移监测，但在地形条件(通视条件)和气象条件受限制的情况下，测量工作量大、周期长、自动化程度低。②、GPS监测法：操作简单方便，具有全天候、高精度、全自动等优点；但测量精度低，不适合于滑坡变形初期监测；且在高山地区，卫星信号易被遮挡，多路径效应较为严重时，对测量结果有一定影响。此外，GPS接收机价格昂贵，推广应用难度大，GPS点由于成本的原因不可能安装成网格状，容易造成局部监测不到的问题。③、BOTDR监测法：测量精度高，适用性强，实时稳定性好；但价格昂贵，野外操作性差，维护难度大，且易扯断，难以用于滑坡监测中后期。④、INSAR等非接触法，获取数量大，精度高，获取数据快。但数据处理困难，受植被、土壤、含水量等环境影响因素大，且数据难以处理，适用性较差。⑤、测缝法：投入快、精度高、方法简易直观、资料可靠。但存在仪器安装困难，很多地方没有明显的裂缝，且不适用于滑坡变形中后期。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，通过布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆，能够实时检测滑坡变形量及含水率，并通过数据采集处理装置将监测的参数远程传输给监控终端，有效对山体滑坡进行监测预警。本技术采取的技术方案为：基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，包括布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆，所述定点式应变传感光缆连接解调装置，解调装置连接数据采集处理装置。所述定点式应变传感光缆包括位于中心的光纤线芯，所述光纤线芯上刻写有光栅，光栅处于自由活动状态，定点式应变传感光缆通过环切口子露出光纤线芯后，灌入胶黏剂与光纤线芯固化构成一个胶接定点；所述定点式应变传感光缆中埋入有碳纤维丝。所述碳纤维丝通过控制模块连接数据采集处理装置。所述光纤线芯由内层至外层依次包裹有铠装层、编织层、外护套；光栅与铠装层处于自由活动状态，所述胶接定点套有保护壳。宽带光源通过第一传输光纤连接光环形器，解调装置通过第二传输光纤连接光环形器，光环形器连接光纤线芯。所述数据采集处理装置通过传输电缆连接控制模块。所述数据采集处理装置包括计算机，计算机连接无线传输模块。该装置还包括第一安装卡具，用于将定点式应变传感光缆布置在软土上，所述第一安装卡具包括多个固定件，每一个固定件上设有用于固定胶接定点的卡件。该装置还包括第二安装卡具，用于将定点式应变传感光缆布置在坚硬的岩体上，第二安装卡具包括上扣件、下扣件，所述上扣件开设固定孔、半圆槽、所述下扣件设有螺孔、固定钉，下扣件配置爆破冲击体；半圆槽用于固定定点式应变传感光缆，从而固定胶接定点，爆破冲击体与撞针撞击，产生爆炸推动固定钉到坚硬的岩体里，螺丝穿过固定孔将上扣件、下扣件固定。所述滑坡体上设有钻孔，定点式应变传感光缆放置于钻孔中，用于土体分层定量监测滑坡体的变形量及含水率；放置原状土后，在每一层土体对用的胶接定点周围放置粘土球，粘土球的作用是滑坡带下滑时带动定点式应变传感光缆发生应变变化，增加定点式应变传感光缆与滑坡带的摩擦力。该装置还包括光栅速度传感器，所述光栅速度传感器包括第一光纤单元、第二光纤单元，壳体、等强度悬臂梁、重锤；第一光纤单元、第二光纤单元上分别刻有第一光栅单元、第二光栅单元；等强度悬臂梁一端与壳体连接、另一端与重锤连接；第一光栅单元、第二光栅单元分别对称连接在等强度悬臂梁两侧，用于抵消温度变化对光栅单元的影响。基于变形量及含水率的山体滑坡预警方法：测量含水率时，数据采集处理装置通过控制模块多次对碳纤维丝加热一端时间后停止加热，连续测量温度的变化，记录温度下降的时间，温度下降的时间与土体里的含水率呈线性关系，若是滑坡体内含水率超过设置的上、下限阈值，则数据采集处理装置通过无线传输模块将含水率数据远程传输给监控终端，实现对滑坡含水率的预警。测量变形量时，滑坡体产生位移，带动多个固定设置在滑坡体的定点式应变传感光缆的胶接定点产生移动，进而使得光栅产生应变，解调装置对光栅应变信号进行调节，将数据传输至数据采集处理装置，光栅应变数据与滑坡体位移呈线性关系，若是滑坡体位移超过设置的上、下限阈值，数据采集处理装置通过无线传输模块将变形数据远程传输给监控终端，实现对滑坡变形量的预警。本技术一种基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，技术效果如下：1)、定点式应变传感光缆中埋入有碳纤维丝，实现任何环境下的变形量和含水率同步测量，且一根传感光缆即可完成多点滑坡体测量，兼顾含水率测量，测量装置布设简单。2)、第一安装卡具、第二安装卡具分别用于滑坡体软土、坚硬的岩体上，使得本技术装置适用于滑坡体复杂的恶劣环境，具备通用性。3)、光栅速度传感器内光栅对称的粘接在等强度悬臂梁两端，抵消温度变化对光栅的影响，采用锤击或落重的方式激发地震信号，可以得到测试场区的面波速度结构剖面，从而判断探测场地内地下介质与地质构造的发育和分布情况。4)、整个装置通过计算机对数据进行自动处理，并将监测的参数通过GPS远程传输给监控终端服务器，服务器通过对滑坡的稳定性进行综合分析处理，实现高位远程滑坡稳定性判断。附图说明图1为瞬态面波法勘探现场施工示意图。图2为光栅速度传感器结构示意图。图3为定点式应变传感光缆在滑坡体上的布设装置示意图。图4为滑坡变形及含水率测试预警装置连接原理图。图5为定点式应变传感光缆的结构示意图。图6为第一安装卡具结构示意图。图7为第二安装卡具结构示意图。图8为定点式应变传感光缆测试装置结构示意图。图9为定点光缆变形与波长变化曲线图。图10为定点光缆位移与微应变标定曲线图。图11为定点光缆井下应变及含水率的测试示意图。图12为局部稳定系数定义示意图。具体实施方式一、高位远程滑坡的划分：a、地质灾害体上分布多组不连续结构面，将厚层块状岩体分割成碎裂块体，在高程区间形成明显的压裂鼓胀区，特别是存在2组反倾节理带，具有典型的“锁固段”失稳机理。滑坡体高位剪出滑动，连续加载并堆积于斜坡体上部，导致残坡积岩土层失稳并转化为管道型碎屑流；碎屑流高速流滑至斜坡下部老滑坡堆积体后，因前方地形开阔、坡度变缓，转化为扩散型碎屑流散落堆积，具有“高速远程”本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，包括布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆（1），其特征在于：所述定点式应变传感光缆（1）连接解调装置（2），解调装置（2）连接数据采集处理装置（3）；/n所述定点式应变传感光缆（1）包括位于中心的光纤线芯（1.1），所述光纤线芯（1.1）上刻写有光栅（1.2），光栅（1.2）处于自由活动状态，定点式应变传感光缆（1）通过环切口子露出光纤线芯（1.1）后，灌入胶黏剂（1.3）与光纤线芯（1.1）固化构成一个胶接定点（1.9）；所述定点式应变传感光缆（1）中埋入有碳纤维丝（1.4）；/n所述碳纤维丝（1.4）通过控制模块（4）连接数据采集处理装置（3）。/n
【技术特征摘要】
1.基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，包括布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆（1），其特征在于：所述定点式应变传感光缆（1）连接解调装置（2），解调装置（2）连接数据采集处理装置（3）；
所述定点式应变传感光缆（1）包括位于中心的光纤线芯（1.1），所述光纤线芯（1.1）上刻写有光栅（1.2），光栅（1.2）处于自由活动状态，定点式应变传感光缆（1）通过环切口子露出光纤线芯（1.1）后，灌入胶黏剂（1.3）与光纤线芯（1.1）固化构成一个胶接定点（1.9）；所述定点式应变传感光缆（1）中埋入有碳纤维丝（1.4）；
所述碳纤维丝（1.4）通过控制模块（4）连接数据采集处理装置（3）。
2.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述光纤线芯（1.1）由内层至外层依次包裹有铠装层（1.5）、编织层（1.6）、外护套（1.7）；光栅（1.2）与铠装层（1.5）处于自由活动状态，所述胶接定点（1.9）套有保护壳（1.8）。
3.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：宽带光源（5）通过第一传输光纤（6）连接光环形器（7），解调装置（2）通过第二传输光纤（8）连接光环形器（7），光环形器（7）连接光纤线芯（1.1）。
4.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述数据采集处理装置（3）通过传输电缆（9）连接控制模块（4）。
5.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述数据采集处理装置（3）包括计算机，计算机连接无线传输模块。
6.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：该装置还包括第一安装卡具（10），用于将定点式应变传感光缆（1）布置在软土上，所述第一安装卡具（10）包括多个固定件（10.1），每...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾克，张晓飞，董翰川，吕中虎，王晨辉，史彦新，孟宪玮，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：新型
国别省市：河北;13
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