CN113920692B - 基于二阶功的边坡监测预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于二阶功理论的边坡监测预警方法及系统，通过获取预先设置在待监测边坡处的二阶功测量仪采集的待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度、倾斜角度和温度数据，并基于所述加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，基于角速度和倾斜角度数据计算岩土体的三维位移量，从而可以根据整体二阶功对待监测边坡的稳定性进行监测预警，并根据三维位移量对待监测边坡的三维位移情况进行监测预警。本申请从能量角度创建了一种新的预警指标，也即二阶功指标，从而能够有效地提高监测与预警滑坡地质灾害的准确性。

Description

基于二阶功的边坡监测预警方法及系统

技术领域

本申请涉及边坡监测预警技术领域，尤其涉及一种基于二阶功的边坡监测预警方法及系统。

背景技术

边坡失稳和滑坡是一种极具危害的灾害现象，近年来我国滑坡事故频繁发生，其中不乏大型滑坡灾害，给人民造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失，同时也严重阻碍了地区经济的持续发展。滑坡灾害的形成一般从蠕动变形阶段发展为急剧变形阶段最终达到滑动阶段。滑坡灾害形成过程中内部岩土体时刻发生变化，人们无法通过肉眼识别，因此需要借助精密仪器对潜在灾害体进行动态实时监测，并且通过设置预警阈值达到提前预测预报灾害的目的，有效保障人民的生命财产安全。

现有的监测边坡位移、应力和应变的传感器主要有多点位移计、钻孔测斜仪、同轴电缆和分布式光纤监测设备、CSIRO空心包体应变计、UNSM实心包体应变计和KS-1型钻孔应力计。基于这些传感器得到的边坡监测结果可用于边坡稳定性的分析和边坡灾害治理的参考依据。目前主要的预警指标包括地表裂缝宽度、边坡深部位移、钻孔应力和应变等。边坡监测预警指标的选择主要依靠经验判断，缺乏科学依据且带有一定的盲目性，从而导致监测预警的结果可能出现偏差。

也就是说，现有的边坡监测预警方案的预警准确性不足。

发明内容

本申请提供一种基于二阶功的边坡监测预警方法及系统，以解决现有的边坡监测预警方案的预警准确性不足的问题。

本申请提供一种基于能量角度建立新预警指标监测边坡稳定性的预警方法和系统，包括：获取预先设置在待监测边坡处的二阶功测量仪采集的待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度、倾斜角度和温度数据；基于所述加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，基于所述角速度和倾斜角度数据计算岩土体的三维位移量；根据所述整体二阶功对所述待监测边坡的稳定性进行监测预警，根据所述三维位移量对所述待监测边坡的三维位移情况进行监测预警。

为了达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案为一种基于二阶功的边坡监测预警系统，包括：设置在待监测边坡处的二阶功测量仪和数据采集装置，以及监测系统中心；所述二阶功测量仪与所述数据采集装置通信连接，所述数据采集装置还与所述监测系统中心通信连接；所述二阶功测量仪用于，采集待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，并发送至所述数据采集装置；所述数据采集装置用于，对所述二阶功测量仪采集的数据进行预处理后发送至所述监测系统中心；所述监测系统中心用于，对上述的方法实现对待监测边坡的监测预警。

所述二阶功测量仪包含若干杆节，每杆节内包括PVC管和金属防护筒，金属防护筒内有arm处理器、电压转换芯片、滑轮导向装置和传感器，金属防护筒两端连接有万向节和密封端盖。

所述arm处理器和传感器的相关电路系统密封在测量仪杆节的顶部，不同杆节之间通过带屏蔽层的抗干扰双绞线缆连接；所述万向节和密封端盖用来物理连接不同杆节，能够承受较大的抗剪切力，且具备一定的防水能力；装置防水等级不低于IP67，万向节抗剪强度不低于560MPa，抗剪力不低于9.83KN。

所述带屏蔽层抗干扰传输线缆与所述数据采集装置及发送装置相连，具备较强的抗干扰能力。

所述滑轮导向装置，内置弹簧装置，使二阶功测量仪紧贴在PVC管中央，同时便于现场施工和维修更换；所述导向滑轮装置分为两组，分别安装在金属防护筒两端开槽位置，两处开槽分别穿透金属防护筒正面和侧面，使两组滑轮导向装置水平线相互垂直。

所述数据采集装置分别采集待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，并无线远程发送至所述监测系统中心。

所述监测系统中心根据接收到的原始数据，经过数据处理，结合待监测边坡的岩土体的已知弹性模量可以计算出整体二阶功及岩土体内部不同深度的三维位移量。

所述监测系统中心根据所述整体二阶功对所述边坡的稳定性进行监测，根据三维位移量对所述边坡的三维位移情况进行监测，出现险情征兆时能够通过手机APP远程预警。

所述PVC管在待监测边坡施工钻孔和金属防护筒之间，钻孔和PVC管之间填充水泥砂浆。所述水泥砂浆材料等级不低于M15，且所述水泥砂浆中膨胀剂的加入量为总重量的4-6％。

可选的，所述数据采集装置对所述二阶功测量仪采集的数据进行的预处理时，具体用于：将采集的数据转化为十进制数据。

可选的，所述金属防护筒外径37-38mm，长度为1米或1.5米；施工用的外围PVC管外径90mm，厚度2.5-3mm。如此设置，能够根据现场施工情况合理选择二阶功测量仪的长度，并且PVC管足够容纳整个金属防护筒。

可选的，所述的金属防护筒内还包含一温度传感器，用于监测金属防护筒内的各元件的工作温度，并传输至数据采集装置中。

可选的，所述多种传感器包括型号为jy60的加速度传感器、型号为GY25的倾斜角度传感器、型号为jy61的角速度传感器和型号为DHT11温湿度传感器；

所述arm处理器的型号为stm32f103c8t6；

所述电压转换芯片的型号为LM2596S；

所述二阶功测量仪中用于与所述数据采集装置进行通信的4G无线传输模块的型号为ATK-M751。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的实施例提供的技术方案中，通过获取预先设置在待监测边坡处的二阶功测量仪采集的待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，基于加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，基于角速度和倾斜角度数据计算岩土体的三维位移量，从而可以根据整体二阶功对待监测边坡的稳定性进行监测预警，并根据三维位移量对待监测边坡的三维位移情况进监测预警。如此设置，相对于常规的边坡监测预警方案，本申请从能量角度创建了一种新的预警指标，也即二阶功指标，从而能够有效地提高监测与预警滑坡地质灾害的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本发明实施例的基于二阶功的边坡监测预警方法的流程图；

图2为本发明实施例的基于二阶功的边坡监测预警系统结构示意图；

图3为本发明实施例的二阶功测量仪的单节结构示意图；

图4为本发明实施例的数据采集装置示意图；

图5为本发明实施例的二阶功测量仪安装在边坡危险区域的剖面图；

图6为本发明实施例的二阶功测量仪采用梅花桩式布置的示意图；

图7为本发明实施例的基于二阶功的边坡监测预警方法的整体二阶功的实时散点图；

图8为本发明实施例的二阶功测量仪安装的滑轮导向装置。

【附图标记说明】

1：PVC管端盖；2：万向节；3：密封端盖；4：电压转换芯片；5：arm处理器；6：传感器；7：导向滑轮装置；8：金属防护筒；9：滑坡的潜在滑移面；10：潜在滑坡体；11：二阶功测量仪；12：PVC管；13：施工钻孔。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请在于提供一种基于二阶功的边坡监测预警方法，通过钻孔各深度处的局部二阶功速度、加速度、角速度和倾斜角度传感器实时分析边坡岩土体内部的力学性质和能量释放变化情况，是从能量角度创建的一种新的预警指标，有效地的提高了边坡稳定性监测的准确性和滑坡等地质灾害的监测预警准确性。本申请还在于提供一种基于二阶功的边坡监测预警装置，用于实现上述方法。

参照图2-8，一种基于二阶功的边坡监测预警系统包括：

设置在待监测边坡处的二阶功测量仪和数据采集装置，以及监测系统中心；所述二阶功测量仪与所述数据采集装置通信连接，所述数据采集装置还与所述监测系统中心通信连接；所述二阶功测量仪用于，采集待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，并发送至所述数据采集装置；所述数据采集装置用于，对所述二阶功测量仪采集的数据进行预处理后发送至所述监测系统中心；所述监测系统中心用于，对数据采集装置发送的数据进行处理，以实现对待监测边坡的监测预警，其中，具体处理过程和监测预警方法将在下文进行详述。

所述二阶功测量11仪包含若干杆节，每杆节内包括PVC管12和金属防护筒8，金属防护筒内有arm处理器5、电压转换芯片4、滑轮导向装置7和传感器6，金属防护筒两端连接有万向节2和密封端盖3。

所述arm处理器和传感器的相关电路系统密封在测量仪杆节的顶部，不同杆节之间通过带屏蔽层的抗干扰双绞线缆连接；所述万向节和密封端盖用来物理连接不同杆节，能够承受较大的抗剪切力，且具备一定的防水能力；装置防水等级不低于IP67，万向节抗剪强度不低于560MPa，抗剪力不低于9.83KN。

所述带屏蔽层抗干扰传输线缆与所述数据采集装置(如图4)及发送装置相连，具备较强的抗干扰能力。

所述滑轮导向装置，内置弹簧装置，使二阶功测量仪紧贴在PVC管中央，同时便于现场施工和维修更换；所述导向滑轮装置分为两组，分别安装在金属防护筒两端开槽位置，两处开槽分别穿透金属防护筒正面和侧面，使两组滑轮导向装置水平线相互垂直。

所述数据采集装置分别采集待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，并无线远程发送至所述监测系统中心。

所述监测系统中心根据接收到的原始数据，经过数据处理，结合待监测边坡的岩土体的已知弹性模量可以计算出整体二阶功及岩土体内部不同深度的三维位移量。

所述监测系统中心根据所述整体二阶功对所述边坡的稳定性进行监测，根据三维位移量对所述边坡的三维位移情况进行监测，出现险情征兆时能够通过手机APP远程预警。

所述PVC管在待监测边坡施工钻孔13和金属防护筒之间，钻孔和PVC管之间填充水泥砂浆。所述水泥砂浆材料等级不低于M15，且所述水泥砂浆中膨胀剂的加入量为总重量的4-6％。

可选的，所述数据采集装置对所述二阶功测量仪采集的数据进行的预处理时，具体用于：将采集的数据转化为十进制数据。

可选的，所述金属防护筒外径37-38mm，长度为1米或1.5米；施工用的外围PVC管外径90mm，厚度2.5-3mm。如此设置，能够根据现场施工情况合理选择二阶功测量仪的长度，并且PVC管足够容纳整个金属防护筒。

可选的，所述的金属防护筒内还包含一温度传感器，用于监测金属防护筒内的各元件的工作温度，并传输至数据采集装置中。各元件的适宜工作温度为0-65℃之间，若金属防护筒内温度不在此范围内，所述监测预警中心可发出预警。

可选的，所述多种传感器包括型号为jy60的加速度传感器、型号为GY25的倾斜角度传感器、型号为jy61的角速度传感器和型号为DHT11温湿度传感器；所述arm处理器的型号为stm32f103c8t6；所述电压转换芯片的型号为LM2596S；所述二阶功测量仪中用于与所述数据采集装置进行通信的4G无线传输模块的型号为ATK-M751。

参照图1至图6一种基于二阶功的边坡监测预警方法，实际使用二阶功测量仪时包括以下步骤：

S101：获取预先设置在待监测边坡处的二阶功测量仪采集的待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度数据，具体步骤为：

a、选择选择潜在滑坡体的中下部作为滑坡灾害监测预警区域，根据前期地址勘察，在待监测区域确定钻孔的位置进行钻孔作业，所述钻孔孔径略大于防护PVC管的外径，便于埋管；

b、在待监测坡体区域采用梅花桩样式(如图6)布置二阶功测量仪，其布置间距和排数根据待监测坡体区域面积、监测深度和危险程度而定；所述梅花桩样式为相邻两排装置错位排列，后排的装置正好位于前排两个装置的正中间；

c、根据现场钻孔深度，确定所需的二阶功测量仪的长度是选用1米还是1.5米，并确定所需的杆节数量；

d、取出二阶功测量仪，由下至上依次将各个加装传感器和通信装置的杆节组装链接，并连接好信号传输线缆，测试每个杆节的信号是否正常，观察传感器所采集的数据能否正常传输；

e、地表测试无误并钻孔清孔完毕后，在施工钻孔中埋入PVC管，放入预制的二阶功测量仪，将抗干扰信号传输线缆连接到安全区域的数据采集装置；使用玻璃胶密封PVC管端盖1和过线孔；向PVC管外围灌注水泥砂浆，振捣密实；

f、待PVC管外围的水泥砂浆完全凝固后，即可通电对待监测坡体区域内的岩土体开展加速度、角速度、速度和倾斜角度监测，实时采集不同深度传感器上的加速度、角速度、速度和倾斜角度数据。

g、将二阶功测量仪的抗干扰线缆，按照要求接入快插端子，并连接数据采集装置，注意供电使用直流12V供电，现场如无市电可用，按要求增加蓄电池和太阳能发电板；

h、将数据采集装置安装进弱电防护箱，通电后观察数据采集装置上的液晶显示屏，如顺序显示各节数据，即为正常；

i、使用屏蔽双绞线将数据采集装置和4G信号传输模块相连，模式先设定为网络透传模式，电脑确认信号输出正常后，再将模式改为HTTP请求数据模式，开始远程传输。

S102：基于所述加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，基于所述角速度和倾斜角度数据计算待监测边坡的三维位移量：

a、所述监测系统中心根据接收到的加速度和速度数据计算得到相应的局部二阶功d²w_i，所述局部二阶功的计算公式为：

式中，d²w_i是局部二阶功，是t时刻加速度，/>是t时刻速度，ρ是传感器材料密度，Δt是数据传输间隔，初始时刻的速度为0，i＝1,2,3…n，i表示第i个区域的传感器。前两组(t-Δt和t-2Δt时刻)二阶功默认为1，之后由上述公式计算得出。

b、所述监测系统中心根据所述局部二阶功和所述岩土体的已知弹性模量M计算待监测边坡岩土体的应力张量和应变张量，所述的应力张量和应变张量计算公式为：

式中，σ_i代表第i区域内应变张量，ε_i代表第i区域内应力张量。

c、将各所述局部二阶功累加，并结合所述应力张量和应变张量数据得到所述整体二阶功：

式中，DⁿW_n表示整体二阶功，i＝1,2,3…n，i表示第i个区域的传感器，n表示所述传感器的数量，V_i表示第i个区域的体积。V代表待监测区域的整体体积。

d、根据角速度和倾斜角度数据计算岩土体的三维位移量。

S103：根据所述整体二阶功对所述待监测边坡的稳定性进行监测预警，根据所述三维位移量对所述带监测边坡的三维位移情况进行监测预警。具体步骤包括：

所述监测中心根据所述整体二阶功，判断所述整体二阶功是否小于预设值，若是，则判断所述边坡的稳定性为失稳状态，具体地，所述预设值为0；根据所述三维位移量，判断所述三维位移量是否大于预警阈值，若是，则判断所述边坡的三维位移情况为异常状态，具体地，所述的预警阈值由不同行业规范确定，所述的预警阈值根据设备具体应用情况通过监测中心或手机app远程设置。例如，若潜在滑坡体10失稳，或在滑坡的潜在滑移面11上发生位移，产生能量变化，则所述监测系统中心和手机app发出预警。

所述的温度数据用于监测金属防护筒内各芯片和传感器的工作温度，具体的适宜工作温度范围为0-65℃，若金属防护筒内温度不在此范围内，所述监测系统中心可发出警示。

本申请的实施例提供的技术方案中，通过获取预先设置在待监测边坡处的二阶功测量仪采集的待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，基于加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，基于角速度和倾斜角度数据计算岩土体的三维位移量，从而可以根据整体二阶功对待监测边坡的稳定性进行监测预警，并根据三维位移量对待监测边坡的三维位移情况进监测预警。如此设置，相对于常规的边坡监测预警方案，本申请从能量角度创建了一种新的预警指标，也即二阶功指标，从而能够有效地提高监测与预警滑坡地质灾害的准确性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种基于二阶功的边坡监测预警方法，其特征在于，包括:

获取预先设置在待监测边坡处的二阶功测量仪采集的待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度数据；

基于所述加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，基于所述角速度和倾斜角度数据计算待监测边坡的三维位移量；

根据所述整体二阶功对所述待监测边坡的稳定性进行监测预警，根据所述三维位移量对所述待监测边坡的三维位移情况进行监测预警；

其中，所述基于所述加速度、速度和待监测边坡岩土体的已知弹性模量计算待监测边坡的整体二阶功，包括：

分别基于每个区域的二阶功测量仪采集的加速度和速度计算得到相应的局部二阶功；

根据所述局部二阶功和所述岩土体的已知弹性模量M计算待监测边坡岩土体的应力张量和应变张量；

将各所述局部二阶功累加，并结合所述应力张量和应变张量数据得到所述整体二阶功；

其中，所述局部二阶功的计算公式为:

式中，d²w_i是局部二阶功，是t时刻加速度，/>是t时刻速度，ρ传感器材料密度，△t数据传输间隔，初始时刻的速度为0，i＝1,2,3...n，i表示第i个区域的传感器；

所述待监测边坡岩土体的应力张量和应变张量计算公式为：

其中，σi是第i区域内岩土体应变张量，ε_i是第i区域内岩土体应力张量，M是待监测边坡岩土体的已知弹性模量；

所述根据所述整体二阶功对所述待监测边坡的稳定性进行监测预警，根据所述三维位移量对所述待监测边坡的三维位移情况进行监测预警包括：

判断所述整体二阶功是否小于预设值，若是，则确定所述待监测边坡的稳定性为失稳状态；判断所述三维位移量是否大于预警阈值，若是，则确定所述待监测边坡的三维位移情况为异常状态；

还包括：监测金属防护筒内的各元件的工作温度，并传输至数据采集装置中；各元件的适宜工作温度为0-65℃之间，若金属防护筒内温度不在此范围内，所述监测预警中心可发出预警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整体二阶功D²W的计算公式为：

式中，D²W表示整体二阶功，n表示所述传感器的数量，V_i表示第i个区域的体积，V表示整个待监测区域体积。

3.一种基于二阶功的边坡监测预警系统，其特征在于，包括：

设置在待监测边坡处的二阶功测量仪和数据采集装置，以及监测系统中心；所述二阶功测量仪与所述数据采集装置通信连接，所述数据采集装置还与所述监测系统中心通信连接；

所述二阶功测量仪用于，采集待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，并发送至所述数据采集装置；

所述数据采集装置用于，对所述二阶功测量仪采集的数据进行预处理后发送至所述监测系统中心；

所述监测系统中心用于，基于权利要求1-2任一项所述的方法实现对待监测边坡的监测预警；

其中，所述监测系统中心具体用于：

分别基于每个区域的二阶功测量仪采集的加速度和速度计算得到相应的局部二阶功；

根据所述局部二阶功和所述岩土体的已知弹性模量M计算待监测边坡岩土体的应力张量和应变张量；

将各所述局部二阶功累加，并结合所述应力张量和应变张量数据得到所述整体二阶功；

其中，所述局部二阶功的计算公式为:

式中，d²w_i是局部二阶功，是t时刻加速度，/>是t时刻速度，ρ传感器材料密度，△t数据传输间隔，初始时刻的速度为0，i＝1,2,3...n，i表示第i个区域的传感器。

4.根据权利要求3所述的一种基于二阶功的边坡监测预警系统，其特征在于，所述二阶功测量仪包含若干杆节，每杆节包括PVC管和金属防护筒，所述金属防护筒内有arm处理器、电压转换芯片、滑轮导向装置和传感器，所述金属防护筒两端连接有万向节和密封端盖；

所述arm处理器和传感器的相关电路系统密封在测量仪杆节的顶部，不同杆节之间通过带屏蔽层的抗干扰双绞线缆连接；

所述万向节和密封端盖，用来物理连接不同杆节，并使二阶功测量仪防水等级不低于IP67，其中万向节抗剪强度不低于560MPa，抗剪力不低于9.83KN；

所述带屏蔽层抗干扰传输线缆与所述数据采集装置及发送装置相连；

所述滑轮导向装置，内置弹簧装置，使二阶功测量仪紧贴在PVC管中央；所述导向滑轮装置分为两组，分别安装在金属防护筒两端开槽位置，两处开槽分别穿透金属防护筒正面和侧面，使两组滑轮导向装置水平线相互垂直；

所述二阶功测量仪中的多种传感器分别采集待监测边坡不同深度的加速度、角速度、速度和倾斜角度，并发送至所述数据采集装置，经所述数据采集装置预处理后无线远程发送至所述监测系统中心；

所述监测系统中心根据接收到的原始数据，经过数据处理计算出整体二阶功及岩土体内部不同深度的三维位移量；

所述监测系统中心根据所述整体二阶功对所述边坡的稳定性进行监测，根据三维位移量对所述边坡的三维位移情况进行监测，出现险情征兆时能够通过手机APP远程预警；

所述PVC管在待监测边坡施工钻孔和金属防护筒之间，钻孔和PVC管之间填充水泥砂浆，所述水泥砂浆材料等级不低于M15，且所述水泥砂浆中膨胀剂的加入量为总重量的4-6％。

5.根据权利要求4所述的基于二阶功的边坡监测预警系统，其特征在于，所述金属防护筒外径37-38mm，杆节长度为1米或1.5米，施工用的外围PVC管外径90mm，厚度2.5-3mm。

6.根据权利要求4所述的一种基于二阶功的边坡监测预警系统，其特征在于，所述的金属防护筒内还包含温度传感器，将采集到的筒内温度数据传输到数据采集装置中。