一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法技术

本发明专利技术提出一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法，属于边坡安全技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法


[0001]本申请涉及边坡安全评估方法，尤其涉及一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法，属于边坡安全

。

技术介绍

[0002]近年来边坡灾害数量不断增多，对边坡安全性提出了更高的要求和更大的需求，开展边坡结构健康监测系统建设，进行及时的边坡失稳滑塌预警是有效降低山区公路交通安全隐患的重要手段
。
边坡结构健康监测系统的监测指标繁多，如土压力，沉降，雨量，水位等
。
每一种监测指标都需要采用一种监测设备进行监测，造成后期系统集成较为困难
。
随着技术的进一步发展，具备多功能的边坡监测设备逐渐发展起来，如多参数设备，可同时监测土体位移
、
倾角
、
振动加速度等
。
但该多参数设备基于多种监测原理，简单搭建起来，未真正实现多参数之间的数据互相校核，数据间的关联性有待进一步考证
。
[0003]为了解决上述技术问题研究人员提出公开号
CN110879053A
，专利技术名称一种多传感器集成的边坡变形自动监测装置，该方法满足了基本的变形指标的集成，在功能和监测指标上还有待进一步丰富和完善
。
未表述各类传感器的原理（光学，电学，声学），若各类传感器使用的原理不一致，则实际上反而不利于后期数据的统一解调和分析
。
看似实现了监测指标的集成，实则只是各种传感器的简单堆积而已
。
公开号
CN111719606A
，专利技术名称为一种多传感器集成的边坡变形自动监测装置，该方法并未真正实现多传感器的集成，只是在设计上考虑了边坡的倾斜或者路基的不平顺而设置了可以上下升降螺旋杆，使其更适合于倾斜的安装和监测
。

技术实现思路

[0004]在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解
。
应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述
。
它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围
。
其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序
。
[0005]鉴于此，为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法
。
光纤光栅传感器具有不受电磁干扰
、
信号带宽大
、
灵敏度高
、
易于复用
、
重量轻
、
适于在高温
、
腐蚀性的危险环境中使用等优点而广泛应用与各类工程监测项目中
。
各类光纤光栅传感器可通过法兰头串联，从而实现分布式布设，具有系统集成简单的优势
。
北斗监测技术近些年来在边坡监测方面进行了充分的应用，其具备的高精度
、
强稳定性获得了大家的认可
。
基于上述背景，本专利技术在充分考虑
GNSS
对于监测边坡变形优势的基础上，结合光纤光栅传感技术，旨在实现对于边坡多种监测参数的融合，降低系统集成难度
。
[0006]方案一
、
一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法，包括以下步骤：
S1.
确定边坡点位，获取最低点位和最高点位多维土体压力
、
多层沉降数据和多级点位荧光靶标的位置信息；
S2.
基于最高点位
、
最低点位和多级点位的沉降数据，获取边坡沿某个纵断面上的沉降变化量曲线；基于最高点位和最低点土体压力数据的变化信息确定土体松动情况，判断发生滑坡的概率；
S3.
整合多个纵断面上的沉降数据和土体压力数据，绘制平面内多个纵断面沉降信息，判断边坡是否发生局部滑坡或者错位扰动
、
沉降的概率；
S4.
整合多个平面土体沉降和土体压力信息，绘制多个平面沉降和土体压力变化信息，判断整个边坡体内部是否发生整体沉降或者土体异常松动；
S5.
绘制边坡体沉降三维平面图；
S6.
获取历史监测数据，将历史数据的极大值作为预警值，根据预警值评估边坡安全
。
[0007]优选的，确定边坡点位，获取最低点位和最高点位多维土体压力
、
多层沉降数据和多级点位荧光靶标的位置信息的方法包括以下步骤：
S11.
将边坡划分为多个平面，根据边坡情况调整平面的宽度和高度，根据每一个平面高度依次划分多级点位，其中，每
8cm
或者
10cm
设置一级点位；
S12.
在边坡的一个平面内沿着多级点位依次布设安全监测装置；
S13.
在每一条监测线的最低点位和最高点位布设安全监测装置，用于获取多维土体压力
、
多层沉降数据；其余点位布设荧光靶标，用于获取多级点位荧光靶标的位置信息
。
[0008]优选的，绘制边坡体沉降三维平面图的方法是：边坡体沉降三维平面图
x
轴为时间，
y
为位置，
h
为沉降变化量；土体压力三维平面图，其中，
x
轴为时间，
y
为位置，
f
为土体压力变化量；设某个横断面点位的沉降信息依次为
h1
，
h2
，
h3
；土体压力信息依次为
fx1
，
fy1
，
fx2
，
fy2
，
fx3
，
fy3
；则判断横断面滑坡概率的公式为：；当横断面滑坡概率值大于或等于3时，则表明边坡沉降和土体压力变化联动性一致，表明该横断面发生滑坡的风险巨大；当横断面滑坡概率值小于3时，则表明边坡沉降和土体压力变化联动性不一致，排查安全隐患
。
[0009]优选的，获取历史监测数据，将历史数据的极大值作为预警值，根据预警值评估边坡安全的方法是：当横断面某点沉降信息和土体压力均达到报警阈值时，则表明点位存在滑坡可能性，及时查看；当横断面某点沉降信息达到报警阈值而土体压力未到报警阈值时，则表明点位存在监测数据异常，通过安全监测装置查看是否边坡横断面点位出现了异常情况，及时查看；如有异常，应及时现场排查安全隐患；若无异常判断沉降监测设备故障或边坡内部沉降导致数据异常而触发报警，观察
1h
内沉降报警情况是否是持续报警；若为持续报警，现场排查安全隐患，若自行恢复正常，则判定为设备异常触发报警；当横断面土体压力达到报警阈值而沉降未到报警阈值时，查看同一个横断面多点的土压力情况及其他平面土体压力的情况，如果存在同一个断面大于2个点位的土体压力
存在异常，则表明边坡存在滑坡可能性；如果存在单个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.
确定边坡点位，获取最低点位和最高点位多维土体压力
、
多层沉降数据和多级点位荧光靶标的位置信息；
S2.
基于最高点位
、
最低点位和多级点位的沉降数据，获取边坡沿某个纵断面上的沉降变化量曲线；基于最高点位和最低点土体压力数据的变化信息确定土体松动情况，判断发生滑坡的概率；
S3.
整合多个纵断面上的沉降数据和土体压力数据，绘制平面内多个纵断面沉降信息，判断边坡是否发生局部滑坡或者错位扰动
、
沉降的概率；
S4.
整合多个平面土体沉降和土体压力信息，绘制多个平面沉降和土体压力变化信息，判断整个边坡体内部是否发生整体沉降或者土体异常松动；
S5.
绘制边坡体沉降三维平面图；
S6.
获取历史监测数据，将历史数据的极大值作为预警值，根据预警值评估边坡安全
。2.
根据权利要求1所述的一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法，其特征在于，确定边坡点位，获取最低点位和最高点位多维土体压力
、
多层沉降数据和多级点位荧光靶标的位置信息的方法包括以下步骤：
S11.
将边坡划分为多个平面，根据边坡情况调整平面的宽度和高度，根据每一个平面高度依次划分多级点位，其中，每
8cm
或者
10cm
设置一级点位；
S12.
在边坡的一个平面内沿着多级点位依次布设安全监测装置；
S13.
在每一条监测线的最低点位和最高点位布设安全监测装置，用于获取多维土体压力
、
多层沉降数据；其余点位布设荧光靶标，用于获取多级点位荧光靶标的位置信息
。3.
根据权利要求2所述的一种多维参数数据融合的边坡安全评估方法，其特征在于，绘制边坡体沉降三维平面图的方法是：边坡体沉降三维平面图
x
轴为时间，
y
为位置，
h
为沉降变化量；土体压力三维平面图，其中，
x
轴为时间，
y
为位置，
f
为土...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯茜茜，周子益，钟志鑫，吴成龙，周崇毅，肖涛，
申请(专利权)人：深圳市交通科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：