[发明专利]一种边坡安全自动监测预警方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土体变形破坏的监测技术，尤其涉及一种边坡安全自动监测预警系统及其方法。 

背景技术

近年来，随着山区道路工程的建设和发展，不可避免地存在大量的边坡工程问题。在各种恶劣环境因素的作用下，其边坡岩土力学性能逐渐弱化，防护加固结构功能不断退化，尤其是台风暴雨等极端气候的作用，使得某些稳定的山区高边坡存在各种不稳定的因素，及时检查、监测和分析这些边坡的稳定性与安全性，预测其发展趋势，并及时发布边坡安全危险或隐患预警，以便进行有效的维护管养或抢险加固，这些都将成为山区道路边坡工程建设和运营养护管理的重要工作之一。

山区道路边坡工程通常都是点多面广、投资较大、管养困难，一旦发生边坡变形破坏则灾害严重，危害和威胁交通运营安全。以往边坡的安全监测主要靠现场管养人员的巡查判断，对重点复杂的高边坡进行各种专业仪器试验与监测，费时费力费财，管养水平低下，而且还无法全面把握边坡坡体与防护结构的潜在安全风险，尤其是在养护资金有限的情况下，造成某些边坡得不到及时的科学管控。因此，如何对这些山区道路易受自然灾害影响的复杂地质边坡在各种恶劣环境条件下的工作状况进行监测，有效分析和预测其安全性能，延长使用寿命，进行科学维护和优化决策，发展与当前经济和社会相适应的新一代山区道路边坡安全保障的科学和技术，既是一个迫切需要解决的重大科学问题，也是一个工程界必须面对和妥善采取对策，进行有效预测防护，减少灾难性事故发生的重要工程问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种边坡安全自动监测预警方法及装置，该边坡安全自动监测预警方法及装置具有布设灵活、成本低廉、操作简单、直观可靠和便于实时远程监测的优点。

为解决上述技术问题，本发明提出一种边坡安全自动监测预警系统，包括：多条光纤，埋设在边坡体内；检测模块，所述检测模块用以向所述光纤内发射光脉冲并接收返回的反射信息；通讯模块，所述通讯模块用以将反射信息传送到数据处理终端；数据处理终端，用以接收所述检测装置传送的反射信息并进行分析。

优选地，边坡安全自动监测预警系统还包括报警模块，所述报警模块连接所述数据处理终端，用以当所述数据处理终端分析所述反射信息满足预设条件时进行报警。

优选地，预设条件为反射信息中反映的宏弯变形或断裂破坏达到报警阀值。

优选地，所述检测模块为光时域反射仪。

优选地，所述光纤为至少两条，其中，至少一条条横向埋设在边坡体内，至少一条竖向埋设在边坡体内。

优选地，数据处理终端包括服务器、终端计算机和通讯单元，所述通讯单元用以接收所述检测装置传送的反射信息，所述终端计算机用以分析反射信息。

优选地，检测模块包括：发射单元，用以发射光脉冲到各条所述光纤内；接收单元，用以接收返回的背向散射和菲涅尔反射信息并记录为检测信息；调节单元，用以控制发射模块和接收模块以预设时间间隔重复预设次数的所述发射步骤和所述接收步骤。

本发明还提供一种边坡安全自动监测预警方法，方法包括：将多条光纤埋设在边坡体内；通过检测模块向所述光纤内发射光脉冲并接收返回的反射信息；通过通讯模块传送到数据处理终端；通过数据处理终端对反射信息进行处理和分析。

优选地，方法还包括：当所述数据处理终端分析所述反射信息满足预设条件时进行报警。

优选地，通过检测模块向所述光纤内发射光脉冲并接收返回的反射信息的步骤包括：发射光脉冲到各条所述光纤内；接收返回的背向散射和菲涅尔反射信息并记录为检测信息；重复预设次数的所述发射步骤和所述接收步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过检测光纤的信息并传输给数据处理终端进行分析，来判断光纤发生宏弯变形或断裂破坏的位置，并用以定位边坡岩土体的变形破坏。这种方式改变了传统的分散式监测为分布式监测，分布式光纤既是传感器又是传输线，具有布设灵活、成本低廉、操作简单、直观可靠和便于实时远程监测等优点，而且突破了以往监测预警手段只能对重点边坡的重要部位布控的局限，特别适用于对大量边坡进行全面安全管控。 

附图说明

图1为本发明的边坡安全自动监测预警系统的结构示意图。

图2为本发明的边坡安全自动监测预警系统的原理图。

图3为本发明的边坡安全自动监测预警方法的流程图。

图4为本发明的边坡安全自动监测预警方法的步骤S2的流程图。

图5为本发明的边坡安全自动监测预警方法的正常状态时的背向散射曲线坐标图。