CN114991229A - 基于5g网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，包括1)获取作为目标监测区域的松软岩土边坡的滑裂面信息；2)将若干个变形探测器的锚入被监测的松软岩土边坡；3)将各个变形探测器的依次串联；4)通过第一光源向第一光纤射入探测光，通过对第一光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的应变数据；5)修订第一信号处理装置处理得到的应变数据；6)通过5G网络将修订后的应变数据上传并存储于数据库中；7)控制终端实时调用数据库中的监测数据并进行处理和分析。本发明形成了对被监测对象由点到线、再到面的全面监测，监测范围大、深度大，且能进行全时段实时监测，能全面掌握被监测对象内部的变形情况。
Description
技术领域
本发明涉及松软岩土边坡变形监测技术领域，特别涉及一种松软岩土边坡的变形监测方法。
背景技术
边坡的稳定性是影响岩土工程安全可靠性的重要因素。对松软岩土边坡进行变形监测，能帮助人们预知预判其稳定性。
然而现有技术中用柔性杆应力计测量边坡应变或在抗滑桩侧面上设置光纤、应变片等测量边坡应变，这种测量方式都只能适应小变形情况，且监测范围小。而对变形量大的松软岩土边坡，现有测量仪器无法跟其随做相应的变形，因此无法对其应变进行准确监测。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，以解决对松软岩土边坡进行大范围变形监测的技术问题。
本发明基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法包括以下步骤：
1)获取作为目标监测区域的松软岩土边坡的滑裂面信息；
2)将若干个变形探测器的锚入被监测的松软岩土边坡，并使变形探测器穿透松软岩土边坡的滑裂面，且变形探测器在松软岩土边坡的表面均匀的分部；
所述变形探测器包括柔韧杆、用于探测应变的第一光纤和用于探测温度的第二光纤；
所述柔韧杆上设置有沿轴向贯穿的测应变光纤通道，所述第一光纤从柔韧杆的后端穿入测应变光纤通道，再从柔性杆前端经测应变光纤通道穿出；所述测应变光纤通道内填充有将第一光纤封固在测应变光纤通道中的填充物；
所述柔韧杆上还设置有沿轴向贯穿的测温度光纤通道，所述第二光纤从柔韧杆的后端穿入测温度光纤通道，再从柔性杆前端经测温度光纤通道穿出，所述测温度光纤通道和第二光纤之间具有避免第二光纤被压迫的空隙；
所述柔韧杆的前端设置有对露出的第一光纤和第二光纤进行保护的硬质护帽；
3)将各个变形探测器的第一光纤依次串联，并将各个变形探测器的第二光纤依次串联；再将串联线路上的第一个变形探测器的第一光纤分别与第一光源和第一信号处理装置连接，将串联线路上的第一个变形探测器的第二光纤分别与第二光源和第二信号处理装置连接；
4)通过第一光源向第一光纤射入探测光，通过第一信号处理装置对第一光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的应变数据；通过第二光源向第二光纤射入探测光，通过第二信号处理装置对第二光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的温度数据；
5)在第二信号处理装置处理得到的温度数据基础上，根据温度与光纤应变间的关系得到因温度导致的第一光纤应变数据，再根据因温度导致的第一光纤应变数据去修订第一信号处理装置处理得到的应变数据，进而得到松软岩土边坡在不同变形探测器处的应变数据；
6)通过5G网络将修订后的应变数据上传并存储于数据库中；
7)控制终端实时调用数据库中的监测数据并进行处理和分析，当对监测数据的处理和分析结果超出设定的预警阈值时，向对应人员的移动终端发送预警信息。
进一步，所述测应变光纤通道为四条，四条测应变光纤通道沿柔韧杆周向均匀布置，所述第一光纤在每条测应变光纤通道中只穿进一次。
进一步，所述测应变光纤通道设置在柔韧杆的边部，所述测温度光纤通道设置在柔韧杆的中部。
进一步，所述测温度光纤通道中还设置有若干个硬质环，相邻硬质环间具有适应柔韧杆弯曲的间隔距离，硬质环套在第二光纤外，硬质环和第二光纤之间具有避免第二光纤被压迫的空隙。
本发明的有益效果：
1、本发明基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其采用的变形探测器中柔韧杆能够做大的弯曲变形，使得变形探测器在监测过程中能够满足跟随松软岩土边坡变形的要求，从而解决了现有应变监测方式无法满足对松软岩土边坡大变形进行监测的技术问题。且本发明基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法将变形探测器依次串联，形成了对被监测对象由点到线、再到面的全面监测，监测范围大、深度大，且能进行全时段实时监测，能全面掌握被监测对象内部的变形情况。
2、本发明基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其变形探测器中不仅设置了能跟随柔韧杆一起变形的第一光纤来探测应变情况，而且柔韧杆内还设置了探测温度的第二光纤，由于测温度光纤通道不会压迫第二光纤，使得柔韧杆的应变不会影响第二光纤测得的温度数据，同时又因能利用第二光纤测得的温度数据对第一光纤的应变监测数据进行修正，消除第一光纤应变中由温度造成的部分，从而更好的保证了松软岩土边坡应变监测数据的准确性。
3、本发明基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其通过5G网络将对松软岩土边坡的应变监测数据进行远程上传，控制终端能远程实时分析处理松软岩土边坡的应变监测数据，提高了对松软岩土边坡变形监测的方便性。
附图说明
图1为基于5G网络通信的松软岩土边坡变形监测系统结构图；
图2为变形探测器设置在土坡上的侧视示意图；
图3为变形探测器设置的立体结构示意图；
图4为变形探测器设置在去掉护帽后的立体结构示意图；
图5为中空钢质锚固的立体结构示意图；
图6为图4中P部的放大示意图；
图7为硬质环设置在柔韧杆中的示意图。
具体实施方式
本实施例中基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其包括以下步骤：
1)获取作为目标监测区域的松软岩土边坡的滑裂面信息。在具体实施中可以通过实地勘察、条分法、不平衡推理法等方法得到松软岩土边坡的滑裂面信息，通过对滑裂面的分布范围及分布深度数据的掌握，为接下来埋设变形探测器做好了准备。
2)将若干个变形探测器的锚入被监测的松软岩土边坡，并使变形探测器穿透松软岩土边坡的滑裂面，且变形探测器在松软岩土边坡的表面均匀的分部。
所述变形探测器包括柔韧杆1、用于探测应变的第一光纤2和用于探测温度的第二光纤3。
所述柔韧杆上设置有沿轴向贯穿的测应变光纤通道4，所述第一光纤从柔韧杆的后端穿入测应变光纤通道，再从柔性杆前端经测应变光纤通道穿出；所述测应变光纤通道内填充有将第一光纤封固在测应变光纤通道中的填充物5。在具体实施中，填充物5可以为密封胶、树脂等。本实施例中所述测应变光纤通道为四条，当然在不同实施例中还可为其它偶数条；所述第一光纤在每条测应变光纤通道中只穿进一次。
所述柔韧杆上还设置有沿轴向贯穿的测温度光纤通道6，所述第二光纤从柔韧杆的后端穿入测温度光纤通道，再从柔性杆前端经测温度光纤通道穿出，所述测温度光纤通道和第二光纤之间具有避免第二光纤被压迫的空隙。
所述柔韧杆的前端设置有对露出的第一光纤和第二光纤进行保护的硬质护帽7。硬质护帽7可采用螺纹连接等现有连接方式连接在柔韧杆的前端。
3)将各个变形探测器的第一光纤依次串联，并将各个变形探测器的第二光纤依次串联；再将串联线路上的第一个变形探测器的第一光纤分别与第一光源8和第一信号处理装置9连接，将串联线路上的第一个变形探测器的第二光纤分别与第二光源10和第二信号处理装置11连接。在具体实施中各个变形探测器的光纤可通过光纤耦合器串联。
4)通过第一光源向第一光纤射入探测光，通过第一信号处理装置对第一光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的应变数据；通过第二光源向第二光纤射入探测光，通过第二信号处理装置对第二光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的温度数据。
5)在第二信号处理装置处理得到的温度数据基础上，根据温度与光纤应变间的关系得到因温度导致的第一光纤应变数据，再根据因温度导致的第一光纤应变数据去修订第一信号处理装置处理得到的应变数据，进而得到松软岩土边坡在不同变形探测器处的应变数据。
6)通过5G网络将修订后的应变数据上传并存储于数据库中。
7)控制终端实时调用数据库中的监测数据并进行处理和分析，当对监测数据的处理和分析结果超出设定的预警阈值时，向对应人员的移动终端发送预警信息。
作为对上述实施例的改进，所述测应变光纤通道设置在柔韧杆的边部，所述测温度光纤通道设置在柔韧杆的中部。能更好的避免挤压第二光纤。当然在不同实施例中，测应变光纤通道和测温度光纤通道的设置位置还可根据需要调整。
作为对上述实施例的改进，所述测温度光纤通道中还设置有若干个硬质环12，相邻硬质环间具有适应柔韧杆弯曲的间隔距离，硬质环套在第二光纤外，硬质环和第二光纤之间具有避免第二光纤被压迫的空隙。硬质环能在柔韧杆弯曲变形时保护第二光纤不被挤压，进而能更准确测出温度与应变之间的关系。
本实施例中基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其采用的变形探测器中柔韧杆能够做大的弯曲变形，使得变形探测器在监测过程中能够满足跟随松软岩土边坡变形的要求，从而解决了现有应变监测方式无法满足对松软岩土边坡大变形进行监测的技术问题。且本实施例中基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法将变形探测器依次串联，形成了对被监测对象由点到线、再到面的全面监测，监测范围大、深度大，且能进行全时段实时监测，能全面掌握被监测对象内部的变形情况。
本实施例中基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其变形探测器中不仅设置了能跟随柔韧杆一起变形的第一光纤来探测应变情况，而且柔韧杆内还设置了探测温度的第二光纤，由于测温度光纤通道不会压迫第二光纤，使得柔韧杆的应变不会影响第二光纤测得的温度数据，同时又因能利用第二光纤测得的温度数据对第一光纤的应变监测数据进行修正，消除第一光纤应变中由温度造成的部分，从而更好的保证了松软岩土边坡应变监测数据的准确性。
本实施例中基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其通过5G网络将对松软岩土边坡的应变监测数据进行远程上传，控制终端能远程实时分析处理松软岩土边坡的应变监测数据，提高了对松软岩土边坡变形监测的方便性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但这些实质相同的修改或等同替换方案与均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)获取作为目标监测区域的松软岩土边坡的滑裂面信息；
2)将若干个变形探测器的锚入被监测的松软岩土边坡，并使变形探测器穿透松软岩土边坡的滑裂面，且变形探测器在松软岩土边坡的表面均匀的分部；
所述变形探测器包括柔韧杆、用于探测应变的第一光纤和用于探测温度的第二光纤；
所述柔韧杆上设置有沿轴向贯穿的测应变光纤通道，所述第一光纤从柔韧杆的后端穿入测应变光纤通道，再从柔性杆前端经测应变光纤通道穿出；所述测应变光纤通道内填充有将第一光纤封固在测应变光纤通道中的填充物；
所述柔韧杆上还设置有沿轴向贯穿的测温度光纤通道，所述第二光纤从柔韧杆的后端穿入测温度光纤通道，再从柔性杆前端经测温度光纤通道穿出，所述测温度光纤通道和第二光纤之间具有避免第二光纤被压迫的空隙；
所述柔韧杆的前端设置有对露出的第一光纤和第二光纤进行保护的硬质护帽；
3)将各个变形探测器的第一光纤依次串联，并将各个变形探测器的第二光纤依次串联；再将串联线路上的第一个变形探测器的第一光纤分别与第一光源和第一信号处理装置连接，将串联线路上的第一个变形探测器的第二光纤分别与第二光源和第二信号处理装置连接；
4)通过第一光源向第一光纤射入探测光，通过第一信号处理装置对第一光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的应变数据；通过第二光源向第二光纤射入探测光，通过第二信号处理装置对第二光纤反射的光信号进行处理，得到被监测对象的温度数据；
5)在第二信号处理装置处理得到的温度数据基础上，根据温度与光纤应变间的关系得到因温度导致的第一光纤应变数据，再根据因温度导致的第一光纤应变数据去修订第一信号处理装置处理得到的应变数据，进而得到松软岩土边坡在不同变形探测器处的应变数据；
6)通过5G网络将修订后的应变数据上传并存储于数据库中；
7)控制终端实时调用数据库中的监测数据并进行处理和分析，当对监测数据的处理和分析结果超出设定的预警阈值时，向对应人员的移动终端发送预警信息。
2.根据权利要求1中所述的基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其特征在于：所述测应变光纤通道为四条，四条测应变光纤通道沿柔韧杆周向均匀布置，所述第一光纤在每条测应变光纤通道中只穿进一次。
3.根据权利要求1中所述的基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其特征在于：所述测应变光纤通道设置在柔韧杆的边部，所述测温度光纤通道设置在柔韧杆的中部。
4.根据权利要求3中所述的基于5G网络通信的松软岩土边坡变形灾害实时监测方法，其特征在于：所述测温度光纤通道中还设置有若干个硬质环，相邻硬质环间具有适应柔韧杆弯曲的间隔距离，硬质环套在第二光纤外，硬质环和第二光纤之间具有避免第二光纤被压迫的空隙。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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