[发明专利]一种崩塌体裂缝识别报警装置及其识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质监测技术领域，尤其是一种崩塌体裂缝识别报警装置及其识别方法。

背景技术

崩塌是指在一定的自然条件与地质条件下，组成斜坡的部分岩土体，在以重力为主的作用下，突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。崩塌体在发生前一般都会有较明显的变形特征，例如在崩塌体的前缘会有小块体、土体的滚落，在崩塌体的后缘可能会出现局部或整体的裂缝。针对崩塌体的监测，分为变形监测、物理因素监测等方法。

崩塌会使建筑物，有时甚至使整个居民点遭到毁坏，使公路和铁路被掩埋。由崩塌带来的损失，不只是建筑物毁坏的直接损失，并且常因此而使交通中断，给运输带来重大损失。

崩塌体的变形监测主要包括了位移监测和倾斜监测。位移监测分为了地表和地下的绝对位移和相对位移监测。绝对位移监测主要监测崩塌体的三维（X、Y、Z）位移量、位移方向和位移速率。相对位移监测主要监测崩塌体重点星变形部位、裂缝、崩滑带等点与点之间的相对位移，包括张开、闭合、搓动、抬升、下降等因素。倾斜监测同样分为地面和地下倾斜监测，主要监测崩塌体的倾倒角度变化、倾摆变形及切层蠕滑。崩塌体物理因素监测主要监测对象包括地声监测、地应力监测和地温监测等。此类物理量不能直接反映崩塌体的实际变形量，可配合变形监测综合判断崩塌体的变形强度、趋势，可以掌握崩塌体的动态变形特征。

崩塌体变形简易监测方法主要是利用简单实用的工具来测量，在崩塌体裂缝两侧（或上下）插入木筋、钢筋、埋桩法标记，使用钢卷尺进行裂缝测量，还可以在裂缝上黏贴水泥砂浆片来测量裂缝变形情况。

崩滑体地表变形监测。方法在崩滑体上设置固定的监测桩，在其外围稳定地段设置固定的测站桩。两种桩均用混凝土制成，埋设深度应在0.5～1.0m以下，冻结区的埋设深度应在冻结层以下0.5m。常用的监测仪器是高精度测角、测距的光学仪器和光电测距仪器，有经纬仪、水准仪、光电测距仪、全站式电子速测仪等

技术成熟，精度高，资料可靠，信息量大。缺点是受地形视通条件和气候影响均较大。

全球定位系统(GPS)法。利用空间卫星定位系统，实现与崩滑体大地测量法相同的监测内容。三维(X、Y、Z)位移量可同时测出，对运动中的点能精确测出其速率；且不受视通条件限制，能连续监测，精度在不断提高。

遥感(RS)法和近景摄影法。遥感法利用地球卫星或飞机，周期性的拍摄崩滑体的变形，适用于大范围、区域性崩滑体监测。近景摄影法是将近景摄影仪安装在稳定区两个不同位置的测站上，同时对崩滑体的图像进行周期性拍摄，构成立体图像。用立体坐标仪量测图像上各监测点的三维(X、Y、Z)位移量。该图像是崩滑体变形的实况记录，可随时比较分析，且外业工作简便，可同时监测多个监测点的位移。

地声监测法。利用地声发射仪、地音探测仪等，采集岩体变形微破裂或破坏时释放出的应力波强度、频度等信号资料，分析、判断崩滑体变形情况。仪器一般应设置在崩滑体应力集中部位，地表、地下均可，灵敏度较高，可连续监测，但仅适用于岩质崩滑体或斜坡的变形监测，且在崩滑体匀速变形阶段不宜使用。地应力监测法。利用埋设于钻孔、平硐、竖井内的地应力计监测岩质崩滑体内不同部位的应力变化，分析、判断崩滑体变形情况。也可在地表安设水平应力计，监测地表应力变化情况，分辨拉力区、压力区等。另外，利用差动传递式土压力计、应变式压力计，可监测土质崩滑体地表应力变化情况。

专利申请号CN204255336U公布了一种崩塌滑坡形变传感装置，该装置主要包括传感器、保护壳、钢丝拉绳和钢丝固定座等部分，变形监测传感器需要安装防护壳，并且需要在崩塌滑坡变形体两端分别固定，通过钢丝绳来跨接变形体两端来测量形变位移，主要缺点在于安装、防护不便，受天气气候因素影响较大，可能对崩塌滑坡形变精度造成影响，并且不适用于行变量较大的崩塌滑坡体。

专利申请号CN201410430714同样提出一种基于物联网的区域崩塌灾害实时监测系统，其对崩塌体的裂缝监测同样使用裂缝计，裂缝计在布设过程中需对崩塌体两端分别进行固定与安装，主要缺点是安装、维护不便，监测范围小，受天气气候因素影响较大，影响测量精度。

专利申请号CN103528488A提出一种实时监测崩塌体状态的监测系统，原理同样是利用位移传感器来测量崩塌体的变形量，采用接触式位移传感器测量变形量都会受到外界不稳定因素的影响，造成变形量精度上的误差。主要缺点依然是安装、维护不便，监测范围小，同时该专利并没有在现场设置报警装置，不能第一时间通知崩塌体现场人员组织撤离，最快最大程度上降低并减少安全损失。