[发明专利]一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统

权利要求书

1.一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:包括电极群，所述电极群中包括监测单元，所述电极群设置在边坡体上，所述边坡体包括坡体表面和坡体内体，所述电极群覆盖在边坡体的坡体表面和坡体内体中，所述电极群阵列排布设置；

所述电极群中包括若干监测单元，每个所述监测单元包括四个电极，分别为两个供电极和两个测量极。

2.根据权利要求1所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:所述电极群的电极为非极化材料。

3.根据权利要求2所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:所述电极群的位于边坡内体的电极通过锚固结构布设安装，所述锚固结构包括多个锚索和多个锚索孔洞，锚索与锚索孔洞一一对应置于锚索孔洞中，所述电极群设置在锚索上。

4.根据权利要求1所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:所述供电极与主动恒流电源正负极相连接，所述主动恒流电源为直流恒流电源。

5.根据权利要求1所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:每个所述监测单元中的测量极位于两个供电极为直径的球空间内。

6.根据权利要求5所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:通过测量极获取电压差，所述电压差计算公式为：

U_DT＝|ψ_D-ψ_T|，其中电压差为U_DT，ψ_D为其中一个测量极的电位，ψ_T为另一个测量极的电位；

通过电压差计算视电阻率，所述视电阻率的计算公式为：

其中ρ_s为视电阻率，I为测量电流，h为监测单元系数，U_DT为电位差。

7.根据权利要求6所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:所述测量极的监测体积的计算公式为：

其中监测体积为Ve，两个测量极的坐标分别为(x_D,y_D,z_D)和(x_T,y_T,z_T)，τ为空间系数。

8.根据权利要求7所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:通过所述电极群中的所有监测单元可测量推算得出单位体电阻率，所述单位体电阻率的计算公式为：

其中ρ(X,Y,Z,t)为单位体电阻率，η为修正因子，μ为介质电场不均匀系数，t为监测时间，k为监测单元号，(X,Y,Z)为单位体中心坐标。

9.根据权利要求8所述的一种基于主动源电场异变规律的土质边坡失稳风险感知系统，其特征在于:所述边坡体的失稳风险系数的计算公式为：

其中υ为失稳风险系数，υ≤1，ε为安全系数，m为边坡单位体数，n为单位体视电阻率变异个数，T为风险周期，Ω为单位体风险周期单位体电阻率变异幅度，j为单元体风险周期内监测次数，Δt为时间间隔，Δρ为单位体Δt时间视电阻率变异幅度，单位体风险周期单位体电阻率变异幅度的计算公式为：

Ω＝|ρ_max(X_i,Y_i,Z_i,t)-ρ_min(X_i,Y_i,Z_i,t)|

单位体Δt时间视电阻率变异幅度的计算公式为：

Δρ(X_i,Y_i,Z_i,t+jΔt)＝|ρ(X_i,Y_i,Z_i,t+jΔt)-ρ(X_i,Y_i,Z_i,t+(j-1)Δt)|。