[发明专利]一种三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统

权利要求书

1.一种三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，包括模型箱、边坡模型、分布式光纤监测子系统、数据采集子系统、数据分析子系统；所述数据采集子系统、数据分析子系统设置于所述模型箱侧面；

所述边坡模型设置于所述模型箱内部；

所述分布式光纤监测子系统用于获取所述边坡模型的边坡数据；

所述数据采集子系统用于对所述边坡数据进行相位解调，获取测量波形；

所述数据分析子系统用于对所述测量波形进行分析整理，根据分析整理结果进行灾害监测预警。

2.根据权利要求1所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述模型箱为矩形箱体，箱体由底板、顶板和四面板构成，底板和顶板为钢板，四面板为钢化玻璃，板件间采用螺栓连接，并对接缝处进行密封；

所述边坡模型选取适合工况的材料按缩尺比例设计。

3.根据权利要求1所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述分布式光纤监测子系统包括普通光纤和三分量分布式光纤；

所述普通光纤沿坡面从坡顶到坡脚呈“己”字形布设，并且包括三根水平等间距布设的光纤；

所述普通光纤用于测量边坡表面的应变、应力、水分数据；

所述三分量分布式光纤在隧道沿线两侧拱脚及拱顶处水平布设，边坡表面选择特定点位进行竖向布设，布设深度根据现场情况进行确定；

所述三分量分布式光纤用于测量X、Y、Z方向的振动信号。

4.根据权利要求1所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，在所述三分量分布式光纤中，在竖向布置段选取坡面三段水平光纤和两段倾斜布设的光纤中点共计五个点，作为所述三分量分布式光纤布设的坡面对应点。

5.根据权利要求3所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述三分量分布式光纤采用螺旋缠绕设计，螺旋缠绕的角度根据X、Y、Z方向的振动占比进行调整。

6.根据权利要求5所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述三分量分布式光纤的螺旋缠绕中还包括三根竖向设置的光纤。

7.根据权利要求1所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述数据采集子系统包括相位光时域反射仪，所述分布式光纤监测子系统中的普通光纤、三分量分布式光纤分别与所述相位光时域反射仪连接。

8.根据权利要求1所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述数据分析子系统包括处理器，所述处理器与所述数据采集子系统中的相位光时域反射仪连接。

9.根据权利要求1所述的三分量分布式光纤隧洞口边坡灾害监测预警系统，其特征在于，所述模型箱外设有高速摄像机；所述高速摄像机正对坡体正面，用于观测坡体的裂缝发展状况。