[发明专利]危岩体崩塌灾害预警仪及其预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及灾害监测预警设备领域，尤其是涉及一种危岩体崩塌灾害预警仪及其预警方法。

背景技术

由于我国是一个多山的国家，危岩崩塌作为一种主要的地质灾害，严重地威胁着我国山区居民生活、交通干线和市政建设的安全。例如，三峡库区仅重庆境内就存在易发生崩塌灾害的危岩4000余处，共计50000多个危岩体，威胁着80多万人民群众的生命和财产安全；在四川省西昌至泸沽湖旅游公路沿线存在2000余处崩塌灾害；川藏公路四川段存在3200余处崩塌灾害点。我国每年因崩塌灾害造成近千人伤亡，如2007年发生在国道318线湖北巴东高阳寨的崩塌灾害掩埋客车，当场造成全车36人死亡！危岩崩塌灾害的防治越来越受到政府与各界人们的密切关注，但是，目前我国危岩研究基础极其薄弱，研究缺乏系统性、防治缺乏针对性、有效性。对危岩崩塌灾害的防范预警工作目前基本上还是靠人工现场勘测，然后将勘测数据带回室内进行研究处理，最后给出评价结果并反馈给有关部门。然而，危岩由失稳到崩塌发生的过程往往发展相当迅速，人工监测反应迟缓、数据的采集不具备实时性，绝大多数情况下起不到有效防范崩塌灾害的作用，危岩失稳崩塌致灾的悲剧时有发生。同样，在生产建设实践中，对于重要的桥梁、隧道、房屋等建筑物和构筑物也同样需要对其敏感部位进行安全监控预警，以避免因倾倒或者坍塌等灾难给人们生命财产造成不可挽回的损失。因此，对各种崩塌灾难的监测和实时预警急需一种具备实时性和有效性的监测预警设备。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种危岩体崩塌灾害预警仪，提高危岩崩塌灾害预警的实时性和有效性。

为达到以上目的，本发明的危岩体崩塌灾害预警仪采用以下技术方案：

本发明的危岩体崩塌灾害预警仪，包括应力采集装置、数据实时分析处理装置和报警装置，所述数据实时分析处理装置包括信号输入端、模式设定装置和数据处理控制器，数据处理控制器内预设有数据实时分析处理程序、危岩体抗拉强度K_IC和危岩体主控结构面贯通段长度a₀；所述应力采集装置包括数量不少于两个的应力计分别用于测试拉应力和剪应力，应力计布设在崩塌源危岩体抗拉区域，应力计分别通过应力信号线连接至所述数据实时分析处理装置的信号输入端；所述数据处理控制器的数据实时分析处理程序根据信号输入端的应力信号、模式设定装置设定的模式状态信号以及危岩体抗拉强度K_IC、危岩体主控结构面贯通段长度a₀判断被测危岩体所处的安全状态，当被测危岩体安全状态达到数据实时分析处理程序设定的不同的预警级别时，数据实时分析处理装置发出不同的预警控制信号给所述报警装置，所述报警装置根据预警控制信号发出不同警告信号。

进一步，所述的模式设定装置包括手动输入模式选择开关、手动输入按键、岩性选择模式开关和岩性选择按键；

进一步，所述应力计的数量是10个，应力计分别布设在崩塌源危岩体抗拉区域，5个应力计测试拉应力，其余5个应力计测试剪应力，所述数据实时分析处理设置有10个信号输入端，信号输入端与应力计一一对应；

进一步，所述应力信号线与所述数据实时分析处理装置的信号输入端采用插口连接方式，当应力信号线从插口拔出时，报警装置直接发出相应报警信号；

进一步，所述应力计要求：应力测试范围不小于100Mpa，应力标准误差不大于10PPm，工作环境温度介于-10℃～80℃。

进一步，所述报警装置包括扬声器和警告信号灯。

本发明的另一个目的是提供采用所述的危岩体崩塌灾害预警仪进行危岩体崩塌灾害预警的方法，包括以下步骤：

a.确定危岩体抗拉强度K_IC

从崩塌源危岩体现场取样，测试危岩体完整岩石的断裂韧度，将该断裂韧度作为危岩体抗拉强度K_IC；

或者将砂岩、灰岩、泥灰岩、花岗岩、玄武岩和大理岩的相关抗拉强度的现有统计值分别作为各种岩性危岩体抗拉强度K_IC；

将危岩体抗拉强度K_IC预设到数据处理控制器的存储空间；

b.量测确定崩塌源危岩体主控结构面贯通段长度a₀，并将a₀预设到数据处理控制器的存储空间；

c.在崩塌源危岩体抗拉区域布设应力计，根据模式设定装置选择危岩体崩塌灾害预警仪的工作模式；

d.数据实时分析处理装置实时采集应力计传来的拉应力σ和剪应力τ的数值；