[发明专利]一种探测边坡稳定性的装置与方法

权利要求书

1.一种探测边坡稳定性的装置，其特征在于，包括：

探测孔，确定边坡探测区域后，自坡顶至坡角布置多条监测线，每条所述监测线上布设多个探测孔，每一所述探测孔的深度达基岩面以下；

传感器阵列，在每一所述探测孔内沿深度方向布置传感器阵列，所述传感器阵列包括多个温度传感器和多个倾角传感器；

上位机，采集所述传感器阵列的检测数据；根据温度传感器的检测数据确定探测孔不同深度的温度值，将温度值变化范围超过预设温度变化范围的温度传感器所在位置设为入渗区以识别渗流通道；根据倾角传感器的检测数据确定探测孔不同深度的倾斜角度，将倾斜角度变化范围超过预设倾斜角度范围的倾角传感器所在位置设为疑似软弱夹层区；根据疑似软弱夹层区内的渗流通道的空间分布信息，确定软弱夹层区。

2.根据权利要求1所述的探测边坡稳定性的装置，其特征在于：

所述监测线采用主-辅剖面法布设，所述主监测线位于边坡探测区域的中部，所述主监测线的两侧布设辅助监测线，在每条监测线上布设若干个探测孔，所述主监测线上所述探测孔的数目不少于3个。

3.根据权利要求1所述的探测边坡稳定性的装置，其特征在于：

所述传感器阵列中，一个温度传感器和一个倾角传感器集组成一个传感组件；相邻两个传感组件之间的高度差在0.5m～1m的范围内。

4.根据权利要求3所述的探测边坡稳定性的装置，其特征在于：

同一探测孔内的所述传感组件的排布密度不同，预先估计的软弱夹层位置处的传感组件密度更高。

5.根据权利要求1所述的探测边坡稳定性的装置，其特征在于：

所述上位机，将疑似软弱夹层区和渗流通道相重叠的区域，确定为软弱夹层区。

6.根据权利要求1-5任一项所述的探测边坡稳定性的装置，其特征在于：

所述上位机配置有显示屏，所述显示屏用于显示所述边坡区域内所述传感器阵列的空间排布方式以及每一所述传感器阵列的检测结果；根据所述检测结果显示所述渗流通道和所述疑似软弱夹层区。

7.根据权利要求6所述的探测边坡稳定性的装置，其特征在于，倾角传感器为三轴MEMS传感器，倾角传感器的放置方式如下：Z轴探测孔的深度方向平行；X轴与边坡主滑方向平行；Y轴垂直于边坡主滑方向，所述倾角传感器与竖直方向的倾斜角度θ为：

其中，A_X,OUT、A_Y,OUT、A_Z,OUT分别为三轴MEMS传感器的X轴、Y轴、Z轴测量输出的加速度值。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的探测边坡稳定性的装置探测边坡稳定性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集边坡探测区域内的温度场分布数据和形变场分布数据；

根据所述温度场分布数据和所述形变场分布数据确定所述边坡探测区域内的软弱夹层区。

9.根据权利要求8所述的探测边坡稳定性的方法，其特征在于，采集边坡探测区域内的温度场分布数据和形变场分布数据的步骤中：

若所述温度场分布数据中存在恒稳态到扰动态再到恒稳态的变化过程，或者，高温到低温再到高温的变化过程则将处于扰动态或低温所处的位置作为渗流通道；

若所述形变场分布数据存在形变超过预设范围区域，则将该区域作为疑似软弱夹层区；

将所述疑似软弱夹层区与所述渗流通道重叠的区域确定为软弱夹层区。

10.根据权利要求9所述的探测边坡稳定性的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

采用热-流-固耦合数值建模算法与参数反演算法，对所述温度场分布数据和形变场分布数据进行反演处理，得到渗流通道的渗透系数预测值及边坡滑动渐进过程的预测结果；

根据所述渗透系数预测值及边坡滑动渐进过程的预测结果得到边坡稳定性的预测结果。