【摘要】：我國是個地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家,在眾多地質(zhì)災(zāi)害中滑坡災(zāi)害占據(jù)了絕大部分的比例,特別是因降雨而造成的滑坡嚴(yán)重威脅著我國人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。由于滑坡體往往都處于偏遠(yuǎn)地區(qū),所以需要滑坡監(jiān)測設(shè)備能在野外進(jìn)行長時間自主化監(jiān)測。我國對于滑坡災(zāi)害的研究時間不長,現(xiàn)有儀器往往存在靈活性不足、監(jiān)測精度不高的問題。針對于以上問題,本文在已有的研究成果基礎(chǔ)上,對滑坡監(jiān)測進(jìn)行進(jìn)一步研究,研制出一套能實(shí)現(xiàn)無人化自主采集預(yù)警的滑坡監(jiān)測系統(tǒng),提出一種針對滑坡傾斜角的數(shù)據(jù)處理方法。主要工作如下:首先,針對滑坡監(jiān)測的需求,設(shè)計(jì)出一種滑坡監(jiān)測系統(tǒng)�；诙喾N傳感器的采集終端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了滑坡體降雨量、裂縫位移、地下水位和傾斜角采集;基于Zig Bee和GSM的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸;基于STM32單片機(jī)的采集站、采集終端節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)。其次,提出基于雙軸加速度傳感器的滑坡體姿態(tài)獲取方法。建立滑坡體姿態(tài)模型,由加速度傳感器數(shù)據(jù),計(jì)算出單一傾角采集終端節(jié)點(diǎn)的滑動位移和傾斜角度,進(jìn)而可以得出整個滑坡體不同深度的位移和傾角。最后,采用數(shù)據(jù)融合的方法對同一滑動面上所有的傾角采集終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。融合后的值可以認(rèn)為是滑面的滑動傾斜角和滑動位移。采用本方法在提高了對于滑坡體的監(jiān)測精度。本文設(shè)計(jì)的滑坡監(jiān)測系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)在野外長時間的自主監(jiān)測,能準(zhǔn)確對滑坡體各參數(shù)進(jìn)行采集;本文提出的滑坡體傾角和位移的計(jì)算模型能基于加速度傳感器數(shù)據(jù)推演出滑坡體內(nèi)部姿態(tài);本文提出的傾角采集終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合方法能將傾角監(jiān)測精度提高0.1度,從而有效提高了深部位移的監(jiān)測精度。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP274;P642.22
【圖文】：

圖 1-1 我國地質(zhì)災(zāi)害構(gòu)成分類Fig.1-1 classification of geological hazards in China.1.2 研究意義隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，在許多人跡罕至的大山里也修建了許多高速公路、鐵路等，在這些地區(qū)存在著為數(shù)眾多的存在潛在滑坡風(fēng)險(xiǎn)的邊坡會對交通安全造成。同時在我國西南地區(qū)，有許多村落依山而建，也時刻有滑坡災(zāi)害發(fā)生的可能。一旦邊坡發(fā)生滑坡，將給我國人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。因此如何保證監(jiān)管人實(shí)時的了解邊坡的安全狀況，在滑坡災(zāi)害發(fā)生前就能對附近居民、車輛進(jìn)行疏散就尤為重要。研究表明，滑坡體在發(fā)生滑坡前會有包括發(fā)生緩慢滑動在內(nèi)的諸多前兆，如果能些前兆進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)管人員就可以在發(fā)生滑坡前采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，減小滑坡災(zāi)損失 7 。本文對滑坡監(jiān)測進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一套滑坡監(jiān)測系統(tǒng)以及提出了一種滑坡體計(jì)算方法，滿足了在野外長時間無人化自主監(jiān)測的要求，并通過對位移計(jì)算方法進(jìn)究，提高了監(jiān)測精度，為后期進(jìn)行滑坡預(yù)報(bào)和滑坡機(jī)理研究有一定意義。

圖 2-3 降雨量傳感器接口示意圖Fig2-3 Rainfall sensor interface擇最能直觀反映滑坡體姿態(tài)，選用傾斜角③體積；④接口通用性。隨著 M MS發(fā)展，M MS 加速度傳感器能很好地滿應(yīng)原件模塊原理如圖 2-4（ ）所示，主底蓋進(jìn)行保護(hù)。質(zhì)量塊和頂蓋、底蓋構(gòu)因受外力影響發(fā)生位移時，會引起電容 C，通過對輸出電壓進(jìn)行捕捉完成對加速襯底mKVM+CS1CS2

西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文速度傳感器采集軸具有在與外力垂直時精確度較高而與外力平行本文通過將雙軸加速度傳感器水平布置（傳感器 X 軸和 Y 軸均在接監(jiān)測豎直方向上的傾角變化。用的傾角傳感器是芬蘭 VT= 公司的雙軸高精度加速的傳感器 SC_M MS 技術(shù)，內(nèi)部包含了一個硅敏感微電容傳感器和一個專用路集成了 PR M 存儲器、信號放大器、 轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器成了一個完整的數(shù)字化傳感器。傳感器采集到信號后先進(jìn)行自測速度信息轉(zhuǎn)換為電信息，然后進(jìn)行去噪、濾波等調(diào)理，引入溫度補(bǔ)號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過 SP= 接口發(fā)送數(shù)據(jù)。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂中云;庹先國;李懷良;石繁榮;;一種新型滑坡體無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];金屬礦山;2016年10期

2 楊仲康;陳冠;孟興民;陳璽;張毅;王思源;;基于現(xiàn)場滲透試驗(yàn)的黃土滑坡體入滲特性[J];蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年03期

3 萬立;;降雨入滲對滑坡體穩(wěn)定性的影響分析[J];水利規(guī)劃與設(shè)計(jì);2017年07期

4 王葉;周偉;馬剛;陳遠(yuǎn);常曉林;;堰塞體形成全過程的連續(xù)離散耦合數(shù)值模擬[J];中國農(nóng)村水利水電;2017年09期

5 史海燕;李大樂;楊瑞剛;;某水庫庫區(qū)滑坡體穩(wěn)定性分析及對策研究[J];黑龍江水利科技;2017年08期

6 袁斌;黃耀英;陳勛輝;李春光;萬智勇;左全裕;;基于受力狀態(tài)的霧江滑坡體類型判定[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2017年04期

7 黃坤;盧泓方;吳世娟;韓曉瑜;蔣藝;;穿越滑坡體埋地輸氣管道應(yīng)力分析[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

8 鄒從義;汪剛;;山區(qū)滑坡體降雨入滲及穩(wěn)定性分析[J];路基工程;2014年02期

9 汪洋;牛小靜;余錫平;;水滑坡體產(chǎn)生的涌浪特性[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

10 華建軍;;滑坡體的穩(wěn)定性分析方法及治理措施——以西安市黑河金盆水庫大壩右岸新滑坡體為例[J];地下水;2013年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張猛;徐白山;王波印;易俊杰;;基于高分影像的滑坡體空間場位移矢量標(biāo)定的研究[A];國家安全地球物理叢書（十一）——地球物理應(yīng)用前沿[C];2015年

2 陶志剛;何滿潮;張斌;;地震作用條件下滑坡體遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

3 張哲瀚;唐國強(qiáng);滕云飛;秦建敏;呂林;;滑坡體沖擊作用下的波浪生成與傳播特性研究[A];第十七屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集（上）[C];2015年

4 羅美蓉;蔣宏英;曾曉陽;;雙江水庫庫首滑坡體處理措施研究[A];巖土工程學(xué)術(shù)交流會文集[C];2004年

5 肖林萍;趙玉光;;復(fù)合型滑坡體系統(tǒng)的工程地質(zhì)勘察及其穩(wěn)定性分析[A];2002年中國西北部重大工程地質(zhì)問題論壇論文集[C];2002年

6 張保軍;馬水山;彭勇;;墓坪滑坡體位移機(jī)制分析[A];巖土力學(xué)研究與工程實(shí)踐[C];1998年

7 呂言新;喬衛(wèi)國;林登閣;李睿;;滑坡體區(qū)域及滑移面位置探查[A];陜西地球物理文集（十）--資源與災(zāi)害地球物理[C];2011年

8 姜晨光;彭建國;李少紅;賀勇;張清峰;;基于實(shí)驗(yàn)的滑坡體中水的作用機(jī)理研究[A];第二屆全國環(huán)境巖土與土工合成材料技術(shù)研討會論文集（一）[C];2008年

9 李睿恒;胡祥云;;關(guān)于瞬變電磁法探測滑坡體三維含水結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的研究[A];2017中國地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（三十一）——專題59：環(huán)境地球物理技術(shù)應(yīng)用與研究進(jìn)展、專題60：淺地表地球物理進(jìn)展[C];2017年

10 張保軍;張漫;彭勇;;楊家槽滑坡體穩(wěn)定性位移監(jiān)測[A];云南省巖土力學(xué)與工程學(xué)會學(xué)術(shù)會議論文集[C];1997年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 特約記者 石濡華 通訊員 張旭明 葉金明;滑坡體上的救援接力[N];中國國土資源報(bào);2017年

2 記者 蘇海濤　通訊員 毛鴻全;竹溪出現(xiàn)890米特大滑坡體[N];湖北日報(bào);2010年

3 馬秀勤 羅曉輝;高科技為滑坡體治理安上“千里眼”[N];中國礦業(yè)報(bào);2009年

4 本報(bào)通訊員 柳鋼;滑坡體上300戶村民遷新居[N];三峽日報(bào);2008年

5 記者 李梅生　特約記者 申娜;大連治理一處特大型滑坡體[N];中國國土資源報(bào);2011年

6 東雷;不可擅自治理滑坡體[N];中國國土資源報(bào);2010年

7 本報(bào)記者 王正端;鎖住滑坡體：搶在156米蓄水之前[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2006年

8 劉振國邋丁全利 鄭榮;迅速清除滑坡體 加強(qiáng)防范新地災(zāi)[N];中國國土資源報(bào);2008年

9 周紅欽;伊川：巨大滑坡體瞬間吞噬民房[N];中國國土資源報(bào);2011年

10 記者 彭飛 通訊員 高書文;把群眾安全放在首位 確保不出任何問題[N];十堰日報(bào);2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 費(fèi)建波;基于μ(Ⅰ)顆粒流本構(gòu)關(guān)系的高速遠(yuǎn)程滑坡模擬方法研究[D];清華大學(xué);2016年

2 張斌;滑坡地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測關(guān)鍵問題研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2010年

3 張永權(quán);基于慣性測量的滑坡位移監(jiān)測研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2016年

4 徐平;三峽庫區(qū)涉水滑坡體穩(wěn)定性的可靠度研究[D];長安大學(xué);2011年

5 滑帥;三峽庫區(qū)黃土坡滑坡多期次成因機(jī)制及其演化規(guī)律研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2015年

6 王菁莪;黃土坡滑坡滑帶土的結(jié)構(gòu)特征與水—力相互作用性質(zhì)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2012年

7 王朝陽;滑坡監(jiān)測預(yù)報(bào)效果評估方法研究[D];成都理工大學(xué);2012年

8 王愛國;重慶滑坡?lián)p毀農(nóng)田分區(qū)辨識與復(fù)墾模式研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

9 吳火珍;地震滑坡頻譜分析方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 江山;區(qū)域降雨型滑坡無線自主監(jiān)測系統(tǒng)研制[D];西南科技大學(xué);2018年

2 王彥汶;武威天梯山石窟陳列館滑坡體穩(wěn)定性分析及治理措施[D];蘭州大學(xué);2017年

3 袁兆德;帕米爾活動造山帶東北部大型滑坡體特征與年代[D];中國地震局地質(zhì)研究所;2012年

4 謝光恒;卡拉滑坡體監(jiān)理項(xiàng)目進(jìn)度管理研究[D];電子科技大學(xué);2016年

5 李奇;阜朝公路滑坡體探測和定位研究[D];東北大學(xué);2010年

6 戴雄輝;大型滑坡治理抗滑樁與滑坡體相互作用研究[D];成都理工大學(xué);2013年

7 楊奇錚;北長山島滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警研究[D];國家海洋局第一海洋研究所;2017年

8 楊云峰;深層滑坡體特長抗滑樁施工監(jiān)測與數(shù)值模擬分析[D];蘭州交通大學(xué);2014年

9 安娜;庫岸滑坡體失穩(wěn)三維動態(tài)數(shù)字模擬與可視化分析研究[D];天津大學(xué);2007年

10 張杰;抗滑樁治理國道214線滇藏公路年拉山至邦達(dá)機(jī)場段滑坡體的應(yīng)用研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

本文編號：2769178