[发明专利]用于监控管土耦合作用的方法、装置及控制器

说明书

本申请公开了一种用于监控管土耦合作用的方法、装置及控制器。该方法包括：实时获取多个传感器发送的埋地管道的环境参数、土体参数和管道参数；通过环境参数修正土体参数，以得到修正后的土体参数；根据修正后的土体参数确定土体对埋地管道的作用力；根据管道参数确定埋地管道的应变变化率；根据修正后的土体参数、土体对埋地管道的作用力或埋地管道的应变变化率发送对应的报警信号至显示设备。本申请能够确定土体对埋地管道的作用力及土体与埋地管道在相互作用下的演变规律，实现对埋地管道与土体在相互作用下的安全进行监控的目的，并提高预警预报的可靠性与准确性。

技术领域

本申请涉及埋地管道安全监测技术领域，具体地涉及一种用于监控管土耦合作用的方法、装置及控制器。

背景技术

管道穿越地质灾害区的监测主要采用电阻式应变片、振弦式应变计、光纤光栅应变计来进行管体应变监测，从而判断管道的受力情况。这种方法只能获得管道的受力情况，未能获得土壤的情况。管道敷设环境土壤的情况主要通过土体位移监测来实现，通过土体的位移来计算土体对管道的推力。

在管道的安全性评价中目前主要采用基于应力的评价或者基于应变的评价，但是当前的评价方法只适用于管道本体受力安全性评价，没有考虑地质灾害的发生和发展趋势，不能实现管道安全发展趋势的预测。

现有管道安全评价没有综合管道和赋存环境(土壤)的耦合关系，不能结合周围环境信息对管道的安全状况进行预测。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种用于监控管土耦合作用的方法、装置及控制器，用以解决现有技术中对埋地管道安全的监测过于片面的问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于监控管土耦合作用的方法，应用于控制器，控制器分别与多个传感器和显示设备通信，多个传感器设置在埋地管道的周边或埋地管道上，该方法包括：

实时获取多个传感器发送的埋地管道的环境参数、土体参数和管道参数；

通过环境参数修正土体参数，以得到修正后的土体参数；

根据修正后的土体参数确定土体对埋地管道的作用力；

根据管道参数确定埋地管道的应变变化率；

根据修正后的土体参数、土体对埋地管道的作用力或埋地管道的应变变化率发送对应的报警信号至显示设备。

在本申请实施例中，环境参数包括降雨量，土体参数包括含水量和温度，通过环境参数修正土体参数，以得到修正后的土体参数包括：

根据降雨量确定土体的含水量的预测值；

根据含水量的预测值和温度确定土体力学性能参数；

根据修正后的土体参数、土体对埋地管道的作用力或埋地管道的应变变化率发送对应的报警信号至显示设备包括：

在土体力学性能参数小于第一设定值的情况下，发送三级报警信号。

在本申请实施例中，多个传感器包括降雨传感器、水分传感器和温度传感器，根据降雨量确定土体的含水量的预测值包括：

通过降雨传感器采集埋地管道周边环境的降雨量；

通过水分传感器采集土体的含水量；

根据土体的含水量和降雨量确定土体的含水量预测值；

根据含水量的预测值和温度确定土体力学性能参数包括：

通过温度传感器采集土体的温度；

根据含水量的预测值和温度确定土体力学性能参数。

在本申请实施例中，修正后的土体参数还包括深部位移和表部位移，根据修正后的土体参数确定土体对埋地管道的作用力包括：