[发明专利]基于差异化振动特性的交通线路岩质崩滑监测预警方法

说明书

本发明公开了基于差异化振动特性的交通线路岩质崩滑监测预警方法，包括：1，对根据现场地质勘察确定崩滑范围，选定崩滑危岩体以及基岩监测点位置，制定监测方案。2，开展实时监测站点建设及传感器埋设安装，并实现实时监测，数据传输和存储到控制中心。3，控制中心对RMS加速度振幅比、卓越频率、衰减常数三种振动特性进行计算。4，根据计算结果，对比评价指标判断崩滑灾害危险程度，对交通线路岩质崩滑开展实时监测预警。本发明以振幅比、卓越频率以及衰减常数为多指标对危岩体稳定性进行评价，实现了基于交通工具振动源所产生振动信号的边坡危岩体稳定性的快速判断，达到降低灾害风险和灾害损失目的。

技术领域

本发明涉及一种基于差异化振动特性的交通线路岩质崩滑监测预警方法，属于山地灾害领域。

技术背景

目前高陡边坡稳定性监测手段单一、监测难度大、数据获取不及时，难以满足高陡边坡的突发特性，达不到预警效果，错失了抢先治理机会的问题。尤其是危岩体与基岩锚固段裂缝以及结构面特征不明显，是影响评价危岩体安全性的关键问题。同时现有的振动检测技术需要有自激励震源。

发明内容

本发明的目的就是针对现有交通线路岩质崩塌滑坡监测预警技术的不足，提供一基于差异化振动特性的交通线路岩质崩滑监测预警方法，利用铁路线路及铁路运营过程中机车运动产生的固有的震源，基于危岩体和基岩的振动差异来确定危岩体的危险程度，提供一种可定量、客观评价危岩体稳定性评价方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于差异化振动特性的交通线路岩质崩滑监测预警方法，主要包括以下步骤：

步骤1：根据现场地质勘察确定崩滑范围，选定崩滑危岩体以及基岩监测点位置，制定监测方案。

步骤2：开展实时监测站点建设及传感器埋设安装，并实现实时监测，数据传输和存储到控制中心。

步骤3：对RMS加速度振幅比、卓越频率、衰减常数三种振动特性进行计算，展示和存储。

步骤4：控制中心根据计算结果，对比评价指标判断崩滑灾害危险程度，对交通线路岩质崩滑开展实时监测预警。

优选的，在步骤1中，从岩体的龟裂状况对危岩体区块进行划分，初步确定危岩体的类型或稳定性，如果区块划分不明确，则在整个边坡斜面上设置监测点，使其没有测量的空白区域，这是因为可以根据测量结果判断是危岩体还是基岩。另外，考虑到输入振动的幅度不总是相同，原则上需要将至少一个监测点设置在稳定基岩上进行比较。

作为监测点的配置方法，可以考虑以下两种情况：

①主要危岩体较为明显，则可以直接在危岩体上布置监测点。

②主要危岩体不清晰的情况，为了在整个边坡上没有测量的空白区域，需要配置监测点。

优选的，在步骤2中，由于考虑到基岩的恒震速度级为10^-5～10^-4cm/s，频段在1～50HZ左右，因此需要选择能准确测量这种信号的三分量检波器装置。在长期测量的情况下，认为需要长期固定三分量检波器，使其与岩石融为一体，但进行短期测量，用以评估岩体的稳定性情况下，可以通过安装小型轻量级三分量测振仪作为简单经济的测量系统来解决。

进一步的，对于振动源的选定，对于交通路线两侧的边坡，一般交通工具行驶时测量即可，因此不需要另外准备特别的振动源。

进一步的，开展振动信号实时监测，通过GPRS无线传输，将监测数据实时传输并存储到控制中心。

优选的，在步骤3中所述的涉及的基于振动监测信号的RMS加速度振幅比、固有周期、衰减常数的计算方法，具体按照如下方法实施：

(1)RMS速度幅值比