[发明专利]一种基于液态金属天线单向应力传感器的滑面推力远程检测方法

说明书

本发明公开了一种基于液态金属天线单向应力传感器的滑面推力远程检测方法，它包括1、在滑坡主滑方向滑动面上布置多个单向应力传感器；利用单向应力传感器中的液态金属天线在受力后长度改变引起频率变化进行滑坡信息检测；2、测定各时段各液态金属天线的工作频率；通过数据采集模块记录下各时段的工作频率；3、将采集的液态金属天线工作频率发送至指定终端；4、计算滑面推力并进行预警。本发明具有如下的优点：能够实时远程监测滑动面推力的变化，既简化了数据处理，又提高了滑面推力的监测精度。

技术领域

本发明属于地质灾害防控技术领域，具体涉及一种基于液态金属天线单向应力传感器的滑面推力远程检测方法。

背景技术

滑坡即指处于斜坡上的岩土体，在自重或上部加载、前缘卸荷等情况下，沿着滑动面向下滑动的地质现象。我国地域辽阔，地质环境复杂，属地质灾害多发地区，滑坡灾害在其中占据了不可小觑位置。尤其以西南地区的云南、四川、重庆、西藏、贵州等地较为严重。20世纪以来，国内先后发生了多起典型大型滑坡如：1933年的四川的岷江叠溪滑坡；1982年的长江鸡扒子滑坡；1991年的昭通头寨滑坡；2000年的西藏易贡滑坡2004年的四川宣汉天台乡滑坡；2005年的四川丹巴滑坡，2015年12月深圳市光明新区凤凰社区恒泰裕工业园发生的山体滑坡等。

随着经济的高速发展，人类活动对自然环境的改造不断加剧，滑坡的诱发率呈现出逐年上升的趋势。据相关数据表明，至1995年以来，由于滑坡而导致的死亡人数多年超过1000人/年，大型滑坡不但给当地的居民造成严重的生命财产损失，还对一系列基础设施(铁路、水库、公路、电站等)造成难以修复的损坏。因此对滑坡等地质灾害进行监测预警，在灾害发生之前采取相应的防护措施显得尤为重要，国外很多学者方面做出了大量的工作，并取得了相应的进展。

国内方面虽然起步较晚，但经过10余年的经验积累也取得了一些成绩。目前国内对于滑坡监测的手段主要有宏观简易地质监测法、大地精密测量法等。宏观简易地质监测法即对地面裂隙、泉水动态、房屋裂缝等进行定期观测，了解滑坡所处状态。该方法虽然获取的信息直观、方法简单，但存在精度较低、人力物力投入过大等缺点。大地精密测量法即采用高精度测量仪器，如水准仪、测斜仪、全站仪等，观测滑坡各点的变形、位移情况，该方法的精度高，但缺点是受到地形条件和气象条件的限制、工作量大、周期长。

中国专利文献CN104048640 A于2014年9月17日公开了一种基于L型液态金属天线的滑坡灾变智能监测方法，它包括以下步骤：1、在待监测的滑坡体内布置一定数量的L型液态金属天线；2、测定L型液态金属天线的固有频率；3、传输L型液态金属天线固有频率的数据；4、数据分析及滑坡报警。它实现了远程实时监测滑坡的状态变化。但是该专利存在以下问题：

1、由于使用了L型液态金属天线，它的L型空心管顶端安装微型泵，该微型泵用于对L型空心管抽空气，以维持L型空心管气压平衡，因为L型空心管内的气压值无法检测并保持恒定，导致与气压值相关的液态金属流动受到微型泵控制，所以L型空心管的液态金属长短不能真实反映弹性壳体的受力变形，导致滑坡位移变形的监测错误；

2、L型空心管分为L水平段和L竖直段，L型液态金属天线频率的改变也依据L水平段和L竖直段分为两种频率变化关系，这种分段的频率需要准确监测液态金属流动范围，对应不同的分段函数进行数据处理，并且需要设置检测液态金属流动的附加装置，增加了测试的复杂性和误差。

发明内容

针对L型液态金属天线的滑坡灾变智能监测方法存在的问题，本发明要解决的技术问题就是提供一种基于液态金属天线单向应力传感器的滑面推力远程检测方法，它既能使数据处理简化，还能提高滑面推力的监测精度。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括以下步骤：

步骤1、在滑坡主滑方向滑动面上布置多个单向应力传感器；这些液态金属天线随压力产生形变，由变形改变自身频率谐振特性；