[发明专利]基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置及方法

权利要求书

1.基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，包括布设在滑坡体上的定点式应变传感光缆（1），其特征在于：所述定点式应变传感光缆（1）连接解调装置（2），解调装置（2）连接数据采集处理装置（3）；

所述定点式应变传感光缆（1）包括位于中心的光纤线芯（1.1），所述光纤线芯（1.1）上刻写有光栅（1.2），光栅（1.2）处于自由活动状态，定点式应变传感光缆（1）通过环切口子露出光纤线芯（1.1）后，灌入胶黏剂（1.3）与光纤线芯（1.1）固化构成一个胶接定点（1.9）；所述定点式应变传感光缆（1）中埋入有碳纤维丝（1.4）；

所述碳纤维丝（1.4）通过控制模块（4）连接数据采集处理装置（3）。

2.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述光纤线芯（1.1）由内层至外层依次包裹有铠装层（1.5）、编织层（1.6）、外护套（1.7）；光栅（1.2）与铠装层（1.5）处于自由活动状态，所述胶接定点（1.9）套有保护壳（1.8）。

3.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：宽带光源（5）通过第一传输光纤（6）连接光环形器（7），解调装置（2）通过第二传输光纤（8）连接光环形器（7），光环形器（7）连接光纤线芯（1.1）。

4.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述数据采集处理装置（3）通过传输电缆（9）连接控制模块（4）。

5.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述数据采集处理装置（3）包括计算机，计算机连接无线传输模块。

6.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：该装置还包括第一安装卡具（10），用于将定点式应变传感光缆（1）布置在软土上，所述第一安装卡具（10）包括多个固定件（10.1），每一个固定件（10.1）上设有用于固定胶接定点（1.9）的卡件（10.2）。

7.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：该装置还包括第二安装卡具（11），用于将定点式应变传感光缆（1）布置在坚硬的岩体上，第二安装卡具（1）包括上扣件（11.1）、下扣件（11.2），所述上扣件（11.1）开设固定孔（11.3）、半圆槽（11.4）、所述下扣件（11.2）设有螺孔（11.6）、固定钉（11.6），下扣件（11.2）配置爆破冲击体（11.7）；

半圆槽（11.4）用于固定定点式应变传感光缆（1），从而固定胶接定点（1.9），爆破冲击体（11.7）与撞针撞击，产生爆炸推动固定钉（11.6）到坚硬的岩体里，螺丝穿过固定孔（11.3）将上扣件（11.1）、下扣件（11.2）固定。

8.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：所述滑坡体上设有钻孔（12），定点式应变传感光缆（1）放置于钻孔（12）中，用于土体分层定量监测滑坡体的变形量及含水率；

放置原状土后，在每一层土体对用的胶接定点（1.9）周围放置粘土球，粘土球的作用是滑坡带下滑时带动定点式应变传感光缆（1）发生应变变化，增加定点式应变传感光缆（1）与滑坡带的摩擦力。

9.根据权利要求1所述基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警装置，其特征在于：该装置还包括光栅速度传感器，所述光栅速度传感器包括第一光纤单元（5.1）、第二光纤单元（5.2），壳体（5.3）、等强度悬臂梁（5.4）、重锤（5.5）； 第一光纤单元（5.1）、第二光纤单元（5.2）上分别刻有第一光栅单元（5.6）、第二光栅单元（5.7）；等强度悬臂梁（5.4）一端与壳体（5.3）连接、另一端与重锤（5.5）连接；第一光栅单元（5.6）、第二光栅单元（5.7）分别对称连接在等强度悬臂梁（5.4）两侧，用于抵消温度变化对光栅单元的影响。

10.基于变形量及含水率的高位远程滑坡预警方法，其特征在于：

测量含水率时，数据采集处理装置（3）通过控制模块（4）多次对碳纤维丝（1.4）加热一端时间后停止加热，连续测量温度的变化，记录温度下降的时间，温度下降的时间与土体里的含水率呈线性关系，若是滑坡体内含水率超过设置的上、下限阈值，则数据采集处理装置（3）通过无线传输模块将含水率数据远程传输给监控终端，实现对滑坡含水率的预警；

测量变形量时，滑坡体产生位移，带动多个固定设置在滑坡体的定点式应变传感光缆（1）的胶接定点（1.9）产生移动，进而使得光栅产生应变，解调装置（2）对光栅应变信号进行调节，将数据传输至数据采集处理装置（3），光栅应变数据与滑坡体位移呈线性关系，若是滑坡体位移超过设置的上、下限阈值，数据采集处理装置（3）通过无线传输模块将变形数据远程传输给监控终端，实现对滑坡变形量的预警。