[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

说明书

本发明公开了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，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空间上，所述电极群覆盖在边坡表体面和边坡体内中，所述电极群阵列排布设置。上述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能够利用土质边坡体空间布设阵列体非极化电极群，测量推算单位体导电率，结合其时空异变性规律，感知确定失稳风险系数，及时预警。

技术领域

本发明涉及边坡地质灾害监测技术领域，具体涉及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。

背景技术

锚索(或者锚杆)现已大量应用于边坡支护和加固当中，其锚索的施工过程，需要先在护坡柱和边坡上钻锚索孔洞，将锚索深入到锚索孔洞内，锚索的端部通过支座和锚具锚固在护坡柱上，并向锚索孔洞内灌注混凝土进行封锚，钻孔工作量大，工艺操作复杂，但其主要功能是将锚索体与土层的粘结摩擦作用增大，加强坡体的稳定性，功能仅局限于作为支护结构加固坡体，孔洞利用面窄。

边坡工程还需要对其稳定性进行监测，现有的监测技术普遍使用沉降观测和裂缝观察，主要依靠外部观测技术。但边坡失稳常因内部裂缝发育、坡体应力或水渗透作用发生变化而导致，外部观测监测技术具有很大的局限性，且观测过程多为人工操作，具有主观分析误差、仪器操作误差等不准确因素，导致观测结果精度有限。

随着地电探测技术的发展，高密度电法等地电探测技术被应用于边坡勘察当中，即在边坡表层布置多个电极，利用电测深法和电剖面法能反映出边坡内部结构情况，但这仅仅为二维勘察，对边坡破坏带演变不能准确定位跟踪，且该方法单独边坡表层布极使用受环境、方法影响大，不利于长期固定监测滑坡体。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供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，能够对边坡的滑坡带、裂缝带等进行空间定位，实现对边坡稳定性的精确监测和预警。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：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，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。

上述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的有益效果是：通过电极群中监测单元逐次测量推算单位体导电率，结合其时空异变性规律，能够感知确定失稳风险系数，及时提供预警。

进一步地，所述电极群的电极为非极化材料。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。