[发明专利]一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅及监测预警方法

权利要求书

1.一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅，其特征在于：包括复合式土工格栅及数个传感器(10)；所述复合式土工格栅由双重土工格栅及数个监测节点(3)组成；所述双重土工格栅由第一重土工格栅(1)和第二重土工格栅(2)组成；所述第一重土工格栅(1)和第二重土工格栅(2)均由数个肋条组成，第一重土工格栅(1)的数个肋条分别是数个横向肋条(4)和数个竖向肋条(5)，所述第二重土工格栅(2)的数个肋条为数个斜向肋条(6)；

所述数个监测节点(3)呈矩阵形式设置，每相邻两个监测节点(3)的横向之间均通过横向肋条(4)连接，每相邻两个监测节点(3)的纵向之间均通过竖向肋条(5)连接，每两个呈对角设置的监测节点(3)之间均通过斜向肋条(6)连接，数个所述监测节点(3)处均设有安装孔(9)，数个传感器(10)固定在数个安装孔(9)内，数个监测节点(3)处的安装孔(9)的内壁上均设有数个探针孔(15)。

2.根据权利要求1所述的一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅，其特征在于：每个所述安装孔(9)的边缘处均布固定有四个用于与传感器(10)外壁上的四个预设凹槽一(8)相配合的固定柱(7)。

3.根据权利要求1或2所述的一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅，其特征在于：每个所述传感器(10)的端面上均有预设凹槽二(11)，光纤将端部位置进行弯折工艺处理后嵌入预设凹槽二(11)内与传感器(10)紧密连接。

4.根据权利要求3所述的一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅，其特征在于：所述预设凹槽二(11)内固定有弹性铜片一(12)和弹性铜片二(13)，且所述弹性铜片一(12)位于弹性铜片二(13)的外侧，光纤头部(14)与弹性铜片一(12)及弹性铜片二(13)紧密连接。

5.根据权利要求1所述的一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅，其特征在于：所述复合式土工格栅由适于负温环境下的聚乙烯塑料制成。

6.根据权利要求1所述的一种适于寒区路基的复合式智能土工格栅，其特征在于：所述数个传感器(10)分别是数个位移传感器、数个加速度传感器、数个土体温度传感器、数个路基含水量传感器、数个路基含冰量传感器、数个动荷载传感器及数个静载荷传感器。

7.一种适于寒区路基监测预警方法，所述方法是基于权利要求1-6中任一权利要求所述的复合式智能土工格栅实现的，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：将复合式智能土工格栅(16)放置在寒区路基的基床表层，并在所述复合式智能土工格栅(16)的肋条部位布置应变光缆，将所述应变光缆一端与固定在复合式土工格栅的数个监测节点(3)处的数个传感器(10)信号连接，将应变光缆另一端与特征信息监测系统信号连接；同时将数据传输系统布置在复合式土工格栅的监测节点(3)处；通过所述数个传感器(10)监测得到路基填料特征数据，并将监测得到的数据信息传输给特征信息监测系统，从而实现路基填料特征信息的智能感知；所述路基填料特征数据包括复合式土工格栅周围路基位移场、力学特性及水文特性数据；

步骤二：所述特征信息监测系统将监测得到的数据信息通过信号实时传输系统汇聚至通信控制系统，再由所述通信控制系统将数据传输至数据处理系统，所述数据处理系统采用高速DSP技术及去噪与异常识别技术对数据进行处理；

步骤三：依据处理过的数据信息建立寒区路基风险评估模型，实时进行寒区铁路稳定性风险估计，并对风险估计结果进行安全预警。