[发明专利]一种探测边坡稳定性的装置与方法

说明书

本发明公开了一种探测边坡稳定性的装置与方法，其装置包括：探测孔，在每一探测孔内沿深度方向布置传感器阵列，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。以上方案能够快速、准确、高效地判识边坡内部渗流通道与软弱夹层位置，且成本低、简单易实现。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体地，涉及一种探测边坡稳定性的装置与方法。

背景技术

随着露天矿山开采持续向深部、高强度、大规模方向发展，边坡失稳灾害已成为露天矿山发生频度最高的灾害类型，对矿山安全高效生产、作业工人的生命安全构成严重威胁。影响露天矿山边坡稳定性的主要内因和外因通常为软弱夹层和渗流作用。露天矿山边坡岩体中普遍赋存着由粘土页岩、软质凝灰岩、泥灰岩、滑石片岩以及含有岩盐或石膏等成分构成的软弱夹层。软弱夹层具有强度低、密度小、变形量大的特点，往往成为矿山边坡的潜在滑动面，对矿山过程边坡和终了边坡的稳定性起着控制作用。同时，软弱夹层也是水的良好的渗流通道，水岩作用加剧了夹层本身的力学性能的劣化，使软弱夹层的流变特性愈发明显。因此，准确探测边坡软弱夹层与渗流通道对矿山边坡稳定性评价和安全施工有至关重要的作用。因此，需要对边坡软弱夹层与渗流通道进行探测，以确定边坡的稳定性。目前的软弱夹层探测和渗流通道探测选择如下方式：

软弱夹层探测：由于软弱夹层往往是钻探中容易丢失的层位，采用钻探方式判识软弱夹层位置十分困难。而如电阻率测井、感应测井、自然伽马测井、声波阵列测井等地球物理测井技术识别软弱夹层的方法中，依靠单一测井曲线判别弱层存在较大误差，必须综合多种测井方法来提高识别探测效果，就导致探测方式复杂化。

渗流通道探测：通常采用观测孔、测压管以及渗压计等压力探测法进行感知，但由于布置断面间距较大，存在测量分辨率低、成本较高等缺陷。

如何高效、精准地探测露天矿山边坡软弱夹层与渗流通道目前仍是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有边坡稳定性探测方法存在的施工复杂和准确性低，为此，本发明提出了一种探测边坡稳定性的装置与方法。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明一些实施例中提供一种探测边坡稳定性的装置，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。

本发明一些实施例中提供的探测边坡稳定性的装置：

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。

本发明一些实施例中提供的探测边坡稳定性的装置：