【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地灾监测，尤其涉及一种地灾预警山体内部应力及变形监测设备和监测方法。
技术介绍
1、山体滑坡，山体崩塌，泥石流等属于严重的山体地质灾害类型，这些地质灾害会严重损害人们的生命财产，因此人们采用了多种方法来对在山体进行监测，以对这些地质灾害的发生进行提前预警。现有技术中常常采用检测山体内部的应力和形变的方式来对山体进行监测。例如公开号为cn 108109343 a的专利公开了一种简易型山体滑坡监测的方法，在该专利中对滑坡的监测区域进行应力变形监测，监测区域均匀分布应变片检测元件；开槽器在崩塌、滑坡的监测区域的地基土表面均匀开有应力变形监测槽，槽的深度是1m至地表；在所开槽内放置应变片检测元件，应变片检测元件包括检测应变片和放大电路和无线发射单元；检测应变片采用电阻应变片或半导体应变片粘贴在测量压力的弹性元件表面上。而公开号为cn103256894b的专利则用光纤光栅二维位移监测仪来对山体滑坡进行监测。该监测仪包括:第一组件和第二组件,该第一组件设置在壳体的外部,该第二组件设置在上述壳体的内部,所述第二组件为弹性件,其一端固定在壳体内,第一组件为两段通过活动连接件连接的管结构,所述第一组件一端与上述壳体固定连接，一柔性部件端固定在第一组件与上述壳体相对的一端,并穿过第一组件的第一段管结构之后绕活动连接件的一圈后再穿过第一组件的第二段管结构,之后穿过壳体上的圆孔与第二组件连接光栅光纤粘贴于第二组件上。
2、由于山体内部情况复杂，无论是采用应变片来检测山体内部应力还是采用光纤来检测山体内部应力都容易受到外界干扰或
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种地灾预警山体内部应力及变形监测设备和监测方法，用于解决现有山体内部应力检测技术无法判断检测数据是否准确的技术问题。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术提供了一种地灾预警山体内部应力及变形监测设备，包括：
4、地灾预警山体内部应力及变形监测设备，包括：
5、基台，包括第一平面，所述第一平面包括互不平行的第一棱边、第二棱边、第三棱边和第四棱边；
6、第一应变测量单元，安装在所述第一棱边处，所述第一应变测量单元的测量方向与所述第一棱边平行，所述第一应变测量单元的测量位置与所述第一棱边在同一直线上；
7、第二应变测量单元，安装在所述第二棱边处，所述第二应变测量单元的测量方向与所述第二棱边平行，所述第二应变测量单元的测量位置与所述第二棱边在同一直线上；
8、第三应变测量单元，安装在所述第三棱边处，所述第三应变测量单元的测量方向与所述第三棱边平行，所述第三应变测量单元的测量位置与所述第三棱边在同一直线上；
9、第四应变测量单元，安装在所述第四棱边处，所述第四应变测量单元的测量方向与所述第四棱边平行，所述第四应变测量单元的测量位置与所述第四棱边在同一直线上；
10、所述第一棱边和第二棱边之间成第一预设夹角，第三棱边和第四棱边之间成第二预设夹角，第二棱边和第三棱边之间成第三预设夹角。
11、优选地，所述第一棱边、第二棱边和第四棱边所在的直线相交于同一点。
12、优选地，还包括控制电路，所述第一应变测量单元、第二应变测量单元、第三应变测量单元和第四应变测量单元分别与所述控制电路电连接，所述控制电路还包括校验模块，由第一应变测量单元、第二应变测量单元和第三应变测量单元所测得的应变量为第一测量应变量，由第二应变测量单元、第三应变测量单元、第四应变测量单元所测得的应变量为第二测量应变量，所述校验模块用于校验第一应变量和第二应变量是否满足由第三预设夹角确定的第一校验条件。
13、优选地，所述控制电路还包括计算模块，所述计算模块用于根据第一应变测量单元、第二应变测量单元和第三应变测量单元的检测信号计算第一测量应变量，根据第二应变测量单元、第三应变测量单元、第四应变测量单元所测得的应检测信号计算第二测量应变量；
14、设a1为第一预设夹角，a2为第二预设夹角，a3为第三预设夹角，第一应变测量单元的测量值t1，第二应变测量单元的测量值t2，第三应变测量单元的测量值t3、第四应变测量单元的测量值t4；其中计算第一应测量变量的方法为：以第一棱边所在直线为x轴，根据方程组：
15、t2＝ax1
16、t3＝0.5×(ax1-ay1)×cos2(π-a3)-0.5×bx1y1×sin2(π-a3)+0.5×
17、(ax1+ay1)
18、t1＝0.5×(ax1-ay1)×cos2a1-0.5×bx1y1×sin2a1+0.5×(ax1+ay1)
19、求解得到第一测量应变量中的切应变bx1y1，x轴方向的应变ax1和y轴方向的应变ay1；
20、其中计算第二测量应变量的方法为：以第三棱边所在直线为x轴，
21、根据方程组：
22、t3＝ax2
23、t4＝0.5×(ax2-ay2)×cos2(π-a2)-0.5×bx2y2×sin2(π-a2)+0.5×
24、(ax2+ay2)
25、t2＝0.5×(ax2-ay2)×cos2(a3-π)-0.5×bx2y2×sin2(a3-π)+0.5×
26、(ax2+ay2)
27、求解得到第二测量应变量中的切应变bx2y2，x轴方向的应变ax2和y轴方向的应变ay2。
28、优选地，令tm1＝0.5×(ax1+ay1)+((0.5×(ax1-ay1))2+(0.5×bx1y1)2)0.5，tn1＝0.5×(ax1+ay1)－((0.5×(ax1-ay1))2+(0.5×bx1y1)2)0.5，tanβ1＝-bx1y1/(ax1-ay1)，tm2＝0.5×(ax2+ay2)+((0.5×(ax2-ay2))2+(0.5×bx2y2)2)0.5，tn2＝0.5×(ax2+ay2)－((0.5×(ax2-ay2))2+(0.5×bx2y2)2)0.5，tanβ2＝-bx2y2/(ax2-ay2)，其中0≤β1≤π，0≤β2≤π
29、则所述校第一验条件为：tm1＝tm2，tn1＝tn2，β2＝β1+π-a3。
30、优选地，所述第一平面还包括第五棱边和第六棱边，所述第五棱边和第四棱边之间成第四预设夹角，所述第五棱边和第六棱边之间成第五预设夹角，所述第六棱边和第一棱边之间成第六预设夹角，所述设备还包括第五应变测量单元和第六应变测量单元，所述第五应变测量单元安装在所述第五棱边处，所述第五应变测量单元的测量方向与所述第五棱边平行，所述第五应变测量单元的测量位置与所述第五棱边在同一直线上，所述第六应变测量单元安装在所述第六棱边处，所述第六应变测量单元的测量方向与所述第六棱边平本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述第一棱边、第二棱边和第四棱边所在的直线相交于同一点。
3.根据权利要求1所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，还包括控制电路，所述第一应变测量单元、第二应变测量单元、第三应变测量单元和第四应变测量单元分别与所述控制电路电连接，所述控制电路还包括校验模块，由第一应变测量单元、第二应变测量单元和第三应变测量单元所测得的应变量为第一测量应变量，由第二应变测量单元、第三应变测量单元、第四应变测量单元所测得的应变量为第二测量应变量，所述校验模块用于校验第一应变量和第二应变量是否满足由第三预设夹角确定的第一校验条件。
4.根据权利要求3所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述控制电路还包括计算模块，所述计算模块用于根据第一应变测量单元、第二应变测量单元和第三应变测量单元的检测信号计算第一测量应变量，根据第二应变测量单元、第三应变测量单元、第四应变测量单元所测得的应检测信号计算第二测量应变量
5.根据权利要求4所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，令TM1＝0.5×(ax1+ay1)+((0.5×(ax1-ay1))2+(0.5×bx1y1)2)0.5，TN1＝0.5×(ax1+ay1)－((0.5×(ax1-ay1))2+(0.5×bx1y1)2)0.5，tanβ1＝-bx1y1/(ax1-ay1)，TM2＝0.5×(ax2+ay2)+((0.5×(ax2-ay2))2+(0.5×bx2y2)2)0.5，TN2＝0.5×(ax2+ay2)－((0.5×(ax2-ay2))2+(0.5×bx2y2)2)0.5，tanβ2＝-bx2y2/(ax2-ay2)，其中0≤β1≤π，0≤β2≤π；
6.根据权利要求3所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述第一平面还包括第五棱边和第六棱边，所述第五棱边和第四棱边之间成第四预设夹角，所述第五棱边和第六棱边之间成第五预设夹角，所述第六棱边和第一棱边之间成第六预设夹角，所述设备还包括第五应变测量单元和第六应变测量单元，所述第五应变测量单元安装在所述第五棱边处，所述第五应变测量单元的测量方向与所述第五棱边平行，所述第五应变测量单元的测量位置与所述第五棱边在同一直线上，所述第六应变测量单元安装在所述第六棱边处，所述第六应变测量单元的测量方向与所述第六棱边平行，所述第六应变测量单元的测量位置与所述第六棱边在同一直线上。
7.根据权利要求3所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述校验模块还用于校验第三测量应变量和第一测量应变量是否满足由第六预设夹角确定的第二校验条件，以及校验第三测量应变量和第二测量应变量是否满足由第三预设夹角和第六预设夹角确定的第三校验条件。
8.根据权利要求3所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述控制电路还包括通信模块，所述通信模块用于与地灾预警系统之间进行通信，所述控制电路还根据第一校验条件和第二校验条件的校验结果确定检测数据发送的优先级，所述地灾预警系统根据各个监测设备检测数据发的优选级确定刷新各个监测设备检测数据的先后顺序。
9.根据权利要求3所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述第六预设夹角和所述第五预设夹角相同，所述第一预设夹角和所述第二预设夹角相同，所述第六预设夹角和所述第一预设夹角不同。
10.一种地灾预警山体内部应力及变形监测方法，该方法利用权利要求1至9中任一项所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备来检测山体内部应力及应变，该方法包括：
...【技术特征摘要】
1.地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述第一棱边、第二棱边和第四棱边所在的直线相交于同一点。
3.根据权利要求1所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，还包括控制电路，所述第一应变测量单元、第二应变测量单元、第三应变测量单元和第四应变测量单元分别与所述控制电路电连接，所述控制电路还包括校验模块，由第一应变测量单元、第二应变测量单元和第三应变测量单元所测得的应变量为第一测量应变量，由第二应变测量单元、第三应变测量单元、第四应变测量单元所测得的应变量为第二测量应变量，所述校验模块用于校验第一应变量和第二应变量是否满足由第三预设夹角确定的第一校验条件。
4.根据权利要求3所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，所述控制电路还包括计算模块，所述计算模块用于根据第一应变测量单元、第二应变测量单元和第三应变测量单元的检测信号计算第一测量应变量，根据第二应变测量单元、第三应变测量单元、第四应变测量单元所测得的应检测信号计算第二测量应变量；
5.根据权利要求4所述的地灾预警山体内部应力及变形监测设备，其特征在于，令tm1＝0.5×(ax1+ay1)+((0.5×(ax1-ay1))2+(0.5×bx1y1)2)0.5，tn1＝0.5×(ax1+ay1)－((0.5×(ax1-ay1))2+(0.5×bx1y1)2)0.5，tanβ1＝-bx1y1/(ax1-ay1)，tm2＝0.5×(ax2+ay2)+((0.5×(ax2-ay2))2+(0.5×bx2y2)2)0.5，tn2＝0.5×(ax2+ay2)－((0.5×(ax2-ay2))2+(0.5×bx2y2)2)0.5，tanβ2＝-bx2y2/(ax2-ay2)，其中0...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，张司晨，何贵芝，张露，
申请(专利权)人：高精特成都大数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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