[发明专利]一种高陡危岩体块体变形的监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种高陡危岩体块体变形的监测装置，包括数据采集单元、数据处理控制单元、数据监控单元和神经网络预测单元，数据采集单元、数据处理控制单元、数据监控单元和神经网络预测单元依次连接；本发明还提供了一种高陡危岩体块体变形的监测方法，结合先进的光纤传感器技术、数据处理控制技术及智能神经网络算法技术，对高陡危岩体块体整体或局部块体进行实时监测。本发明体积小、精度高、功耗低，可以实现24小时无间断自动化实时监控，而且可在现场对装置进行操作，简单实用，人机交互界面友好，可以帮助现场监测人员第一时间了解危岩体现场变形情况。

技术领域

本发明涉及危岩体变形监测领域，具体涉及一种高陡危岩体块体变形的监测装置及方法。

背景技术

目前，我国正在加速发展水利水电工程，但是在水利水电工程开发过程及运行期间，不可避免的要遇到崩塌、滑坡、泥石流地质灾害，水利水电工程领域高陡边坡和危岩体崩塌是水电工程领域重要地质灾害类型。由于危岩体失稳导致的重大灾害事件也是层出不穷，已经造成了非常严重的人员伤亡和重大经济损失。

高陡边坡危岩体变形监测一直是水利水电工程领域重要的研究内容，对于危岩体监测的主要技术方法主要包括宏观监测和微观监测。宏观监测主要是利用视频监测设备来观察危岩体是否发生较大规模变化，微观监测一方面可以利用三维激光扫描、倾斜摄影定期对危岩体进行扫描，这样可以定期扫描，通过后期软件处理实现对危岩体的变形监测；另一方面，微观监测主要通过监测危岩体的具体形变监测，例如裂缝位移监测、危岩体比较变形监测，以及在危岩体进行支护结构后结合锚索、锚杆应力监测，也可以直接监测危岩体的具体形变情况。

三维激光扫描技术近年来发展起来的一种新型监测技术，属于非接触式测量，主要利用激光测距原理来能够快速高精度获取不同时期的危岩体点云数据，然后通过一些后处理方法建立高精度的三维模型，全面掌握危岩体的动态变化过程及变形特征。

倾斜摄影平台通过高清晰摄像镜头拍摄危岩体不同角度，获取危岩体的地表信息，倾斜摄影平台一般搭载在无人机上，通过对无人机平台进行航线设定、定点曝光，设定不同的拍摄角度实现正向、斜向摄影，在完成拍摄后可以将照片进行相应的数据处理，形成危岩体真实三维模型、数字模型等影像数据，通过不定期进行扫描后，可以对几期数据进行比对分析，进而计算出危岩体具体形变变化。

实用新型专利授权公告号CN204496658U公开了一种危岩崩塌监测预警装置，涉及危岩监测技术领域，主要包括突发监控设备和缓慢变形数值变化监控设备，可以实现危岩体崩塌整体变化情况监测。主要缺点是通过图像采集与分析远距离判别危岩精确度有待提高，而且只能是对变形数值进行估算，没有实现对崩塌危岩体趋势做出分析与预警。

实用新型专利授权公告号CN205561791U公开了一种基于位移和压力传感器检测危岩体崩塌的装置，主要检测危岩体的力学变化监测和运动趋势监测。主要缺点是针对高陡危岩变形监测，此种方法布置难度较大，施工条件不便，而且不能针对每个块体进行监测，也没有描述位移传感器和压力传感器监测精度，精度偏差较大会严重影响危岩体监测效果。

发明专利授权公告号CN105118241B公开了一种危岩体崩塌监测的预警系统，主要包括移动装置、导电装置以及位移监测装置。主要缺点是该装置实现的基本功能为危岩体崩塌监测报警，在安装时对危岩崩塌体要求较高，必须要有合适的施工面才可以实现监测，而且不能对危岩崩塌体的变形量进行监测和计算。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种高陡危岩体块体变形的监测装置及方法，主要应用先进的光纤布设技术对高陡危岩体块体进行有效监测，通过对高陡危岩体块体提前进行调查与识别之后，提出合理有效的布设方法，应用分布式布里渊散射光纤技术可以精确识别高陡危岩体块体的微小形变，并且通过神经网络算法高精度拟合高陡危岩体块体运动变形曲线，从而高精度准确判定具体是哪个块体发生变形，并计算出该变形块体的具体形变量，有效地保护高陡危岩体块体的安全。