[实用新型]一种滑坡的分布监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种用于岩土工程中健康检测和监测的技术，尤其涉及了一种适合用于滑坡的分布监测装置及监测方法。

背景技术

近年来，我国基础设施建设发展迅速，然而公路、铁路、隧道等一些分布在山区集中地区的交通线路，其地质灾害频发。一旦道路旁的边坡出现坍塌现象，则会影响交通线路的运营安全，也会对人类生命安全和财产构成直接危害。因此，有必要对边坡状态进行实时监测。现有的边坡监测技术主要是通过采集边坡上的测试点处的位移、土压力等参数来分析边坡整体状态的，而缺乏对边坡内部信息的采集。因此，监测人员无法直观地观察边坡的实际状态。此外，在对边坡状态进行分析时，监测人员也无法结合边坡内部信息来综合确定边坡的实时状态。仅凭所述位移、土压力等参数来判断边坡状态，不足以准确评价边坡安全状态。

随着应变测量技术的发展，越来越多的如光纤光栅(FBG)或布里渊散射光(BOTDR/BOTDA)技术等光纤应变传感技术开始应用于岩土工程测量的应用中。常见光纤应变传感器，如光纤光栅其传感栅区大约2cm左右，与常用的钢筋电阻应变片的尺寸相仿。将光纤光栅传感器粘贴在结构表面，尽管其具有精度高的特点，但与应变片一样它只监测了结构某个点的应变，并不能实现分布式全域或局域测量。当随机变形如裂缝产生时，没有与裂缝在同一位置的光纤光栅传感器有可能应变测量值不变甚至下降，无法实施有效的识别。专利CN1901418A公开了一种利用布里渊散射光时域反射监测技术对土质边坡分布式监测的方法。由于光纤传感元件自身柔软的特性，该方法难以解决土层整体滑动时无法确定测量基准点的问题。专利CN203572503U提供了一种基于光纤光栅元件、固定基片和膨胀螺栓的边坡稳定性监测装置。由于不锈钢的固定基片不能提供与土体粘结力，传感元件只能反应膨胀螺栓两点的张拉变形，不适合于土体内部变形的测量。专利CN203642880U公开了一种利用布设在测斜管两侧的差动式光纤光栅，进而计算曲率变化获得边坡内部变形。但由于差动式光纤光栅需要张拉和压缩两侧的应变差计算曲率，而光纤光栅的传感特性决定了在测量压缩时需要提供大量的预张量。加之测斜管不能提供与土体内部多段的变形，需要对土体滑动面做出精确的预测进而对光纤光栅在测斜管内位置做出合适的设计，才能满足测量要求。目前，在土木工程的结构健康监测中，一种针对光纤光栅和布里渊散射光技术和碳纤维等应变传感技术的长标距传感器封装技术正迅速的得到应用，以解决大型结构的整体与局部分布型应变传感的问题。长标距传感器指测量标距长且测量结果能够反映被测体一定特征区域被测物理量的传感器，其中的标距长度指传感器能够进行有效测量部分的长度。相对于传感标距短且测量结果只能反映被测体局部某点被测物理量的点式传感器，长标距传感器的输出能够反映被测结构一定区域或特征尺度范围内的物理量变化。长标距传感器可按照适当密度分布布设在结构的一定区域，从而达到对各类工程结构的长距离大范围区域的动静态监测。专利CN202033010U公开了一种用于工程结构整体与局部应变同时监测的分布式光纤传感器。专利号CN103438815A为土建交通领域大型工程结构的长期检测和健康监测提供了一种高耐久长标距光纤光栅传感器。基于长标距传感器高精度和高稳定性的结构动静态应变测量，工程研究人员进一步开发出通过应变分布计算如曲率、变形、模态等结构状态参数，应用于结构损伤定位和易损性分析等结构性能评估技术中。

由于边坡内部变形缺乏稳定的测量手段，基于应变监测对边坡评价的技术理论目前才刚刚起步。针对以上要求，需要有一种可以反应边坡内部信息的高精度和高稳定性的适合大范围监测的技术手段。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种通过对边坡内部进行定位的分布式监测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种滑坡的分布式监测装置，其特征在于：包括监测片以及监测站点，在所述监测片的上端为与土表固定的锚固端，在所述锚固端上设有与所述监测站点连接的信号传输端，在所述监测片内设置有至少三组的长标距应变传感单元，两组长标距应变传感单元在结合部通过结合部锚栓连接。

所述监测片为长条状碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。

所述长标距应变传感单元为长标距光纤传感器件或长标距碳纤维传感器件。

一种分布式监测滑坡的方法，其步骤如下：

步骤一、根据费伦纽斯确定最危险滑动面圆心的方法预测边坡最危险滑动面位置；