[发明专利]双路径纳特传感器位移校正方法

说明书

本发明公开了一种双路径纳特传感器位移校正方法，提出了一种双路径即基于纳特传感器和地表位移监测传感器来校正测量位移的方法。创新性地结合两条路径对边坡位移曲线进行校正，对比传统方案，本方法数据来自两种不同类型的传感器，数据来源多样化，可信度高。在不良工况(工况二)致使纳特传感器无法精确测量的情况下，不仅可以在极大程度上修正纳特传感器在测量位移时传感器本身产生的误差，还可以提供一条边坡变形位移曲线，极大的提高了传感器的测量效率和可靠性。同时设计了专用的室内试验装置进行模拟实验验证，验证了校正测量位移数据的准确性。

技术领域

本发明涉及边坡变形监测领域，尤其涉及一种双路径纳特传感器位移校正方法。

背景技术

随着国民经济和科技水平的快速发展，人类的工程活动越来越频繁，规模也越来越大。近年来我国大力发展基础设施建设，水坝坝基、高速公路、高速铁路、大跨径桥梁、高难度隧道等一系列建设难题都被中国的工程师们一一解决。边坡稳定性问题几乎在所有的工程建设中都会出现，边坡失稳具有突然性、破坏性大等特点，如何做到对大范围边坡实行实时连续监测并在变形超过阈值的时候采取适当的预警措施，通知现场安全负责人及时做好疏散等应急工作，将财产损失和人员伤亡降到最低无疑成为了边坡稳定性问题的重中之重，与此同时许多学者也正在为边坡变形监测贡献自己的一份力，期待早日将该难题解决。

众所周知，边坡局部变形过大是发生滑坡等地质灾害的前兆，而使用传感器等工程技术不仅能大大提高监测的效率，节约劳动力，还可以使工作人员实时了解各种工况下边坡的变形情况，是边坡监测智能化、自动化的必然发展趋势。

无论是用传统的全站仪监测边坡变形，还是使用传感器监测边坡变形，都会存在仪器本身的误差、环境因素等导致的误差，与此同时基于对于边坡的监测是全天候的情况，储存和处理的数据会越来越多，从而导致对边坡变形的记录和预测逐渐产生较大的误差，传感器测量的精确性和准确度无法得到保证。

纳特传感器是一种基于地磁场的监测边坡位移的传感器，传感器内部具有可以感知地磁场变化的芯片，通过测量地磁场在x、y、z三个方向的变化量，可计算得到纳特传感器在x、y、z三个方向的位移变化量Δx、Δy、Δz，进而可通过多个纳特传感器的位移叠加并将位移点连接以反映边坡的位移，做好对边坡的安全预警工作。该传感器具有24h实时监测、可操作性高等特点，广泛运用于实际工程建设中。

基于纳特传感器的实时性、可操作性高等优点，其被广泛应用于边坡、隧道变形监测等工程建设中。

在边坡变形的监测中，边坡的位移均由多个纳特传感器的位移反映，由于传感器本身存在测量误差，加之在岩体扰动、自然环境、电磁信号等不利因素影响下，误差对数据精度造成的影响会进一步加剧，造成测量准确性不足、对于变形的预测不准等不利影响。其次，位移数据仅来自于一种传感器，数据来源单一，缺少对比，难以校正，可信度难以满足要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明针对实际边坡中纳特传感器穿过边坡内部直至基岩处和位于滑动面之上的两种埋置位置工况提出了一种双路径纳特传感器位移校正方法。

本发明采用如下技术方案：

一种双路径纳特传感器位移校正方法，其特征是，其步骤为：

S1、针对第一种工况，即纳特传感器穿过边坡内部直至基岩处：

a1、认定传感器底部为固定状态，通过由边坡深部至边坡表面串联叠加每个纳特传感器得到的x、y、z方向位移，可得到边坡表层位移数据，此为计算路径A，得到路径A位移数据；

a2、位于边坡表面的地表位移传感器与纳特传感器相连，得到了边坡表层位移数据，同理可由地表位移传感器沿着路径A的反方向进行位移叠加，得到深入基岩处的位移数据，此为计算路径B，得到路径B位移数据；

a3、结合路径A、路径B位移数据可对每个纳特传感器的位移进行误差均分处理，得到校正位移数据；