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非连续介质力学及工程灾害联合实验室
时间:2012-08-17 来源: 作者:刘晓宇 点击:

  非连续介质力学及工程灾害联合实验室自主开发低成本、高精度、全天候、自动化的无线遥测滑坡监测系统。该系统利用自主发明的滑带位移监测装置(ZL200510132205.6)、地表位移监测装置(ZL200510059624.1)、地裂缝监测装置(ZL200310115564.1)及群测群防信息终端设备2008SR08736,扑捉滑坡体地表、深部变形情况及其它异常现象;通过数据采集和传输设备,借助GMS/GPRS网络,实时、无线地发送到监测中心。监测中心对监测数据即时处理,并通过互联网进行发布,供政府决策及科学研究。

 

 

无线滑坡实时监测系统总体设计框架

 

滑坡地表位移监测设备、深部位移监测设备、实时无线数据采集传输设备

     

群测群防信息终端设备及监测菜单

 

滑坡监测预警平台软件框架

  非连续介质力学及工程灾害联合实验室自主研发或购置了大型滑坡物理模型实验平台(201110200855.5)、柔性边界等应力加载试验机(ZL03136409.8)、非饱和土双压力室三轴试验机、微波干涉变形测量成像系统IBIS-L、高速高精度探地雷达FASTWAVE等诸多先进测量仪器。

大型滑坡物理模型实验平台

  该系统由滑坡平台起降控制系统、滑坡平台水动力诱发系统(库水位升降系统、人工降雨系统、承压水施加系统)、滑坡平台多物理量测量系统、滑坡平台数据采集处理系统等组成。具有大尺度、分段式、多因素、全过程的特点,可真实模拟水动力诱发因素下滑坡灾害链全过程破坏演化过程。

  大尺度:整体分四段,总长11.5m,宽度3m

  分段式:长度方向分别为1m(库水位)、1m(第一段)、2.5m(第二段)、6m(第三段)、1m(第四段),其中二三四段角度均可调,调节范围分别为0-20°、0-40°、0-40°;

  多因素:水动力诱发系统包括人工降雨控制子系统、水库水位控制子系统和承压水控制子系统;

  全过程:获取地质体由既有破坏、局部再破坏、贯穿性破坏到运动性破坏过程中的宏观可测物理量与破坏状态的关系;

  多物理量测量:变形测量(引伸计、测斜仪、位移计、激光扫描、高清摄像机)、应力测量(孔隙水压力、土压力)和水分测量(TDR)。

 

 

IBIS-L微波干涉变形测量及成像系统

  该系统综合利用合成孔径雷达技术(SAR)、步进频率连续波技术(SF-CW)以及干涉测量技术,可以进行山体及坝体表面位移高精度、全尺度、实时远程测量,是目前世界上最先进的崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷等地质灾害的现场测量设备。IBIS-L系统优势如下所述:

  合成孔径雷达:保证了角度向分辨率4.5mrad;步进连续波技术保证了距离向分辨率可达到0.5m;最大的监测区域可达7平方公里。

  工作平台:地面。该产品是首次将雷达从空中引入地面,从地面对目标进行监测。监测的成本大大降低。

  最远监测距离:IBIS系统的最大监测距离可以达到4公里,能够满足远距离变形监测。

  位移精度:干涉测量技术保证了对目标物的监测精度,IBIS系统的位移精度为0.1毫米,完全能够满足野外监测精度需求。

 

SRS-150动态环剪仪系统

  该系统采用Harmonic DriveTM无后座力驱动技术,实现了真正的无间隔连续剪切技术,用于测量大应变后土的残余强度或终极强度,可开展土峰后强度衰减规律和剪切带生成等方面研究。可以定量地模拟和分析地质灾害发育、发展、发生、运动过程中,滑动剪切带的生成、土应力状态的变化、孔隙水压力的变化等,进而从土的力学性状揭示滑坡等灾害的发生和运动机制。对于边坡稳定性分析、地质灾害发生的力学机理研究及其边坡渐进式破坏过程研究等具有重要的学术意义。

  SRS-150全自动环剪试验系统主要性能指标如下:

1)全自动伺服控制;(2)剪切位移:无限;(3)法向位移:50mm;(4)标准尺寸:外径150mm,内径100mm,高度25mm;(5)精度级别:轴向力及剪切力0.1%,轴向及剪切应变0.2%,孔压:0.25%

6)最大剪切扭矩:820 Nm;(7)剪切速度:0.001-360°/分钟(8)扭剪频率:0-5Hz;(9)动态频率:0-5Hz;(10)法向荷载:10 kN;(11)最大法向应力:1000 kPa;(12)最大剪切应力:1300kPa

                                                  高速高精度探地雷达FASTWAVE

  地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布,广泛应用于市政设施管线探测、公路及机场跑道探测、建筑工程质量检测、隧道探测(衬砌厚度、衬砌内部缺陷、超前预报)、地质与水文勘测

  主要技术参数如下:

(1)最大可记录通道:8;(2)最大发射速率(kHZ):每通道4003)采集速度,扫/:47604)最大时窗(纳秒):457005)每扫采样点数:128–81926)可连接天线的数目:2/最多8

  FASTWAVE系统优势

1)极高的发射和扫描速率(4760/秒);

2)天线频率范围:25MHz-2500MHz

3)探测结果自动生成GIS格式文件;

4)雷达数据与三维激光扫描仪组合,将地上和地下数据组合,生成三维GIS文件;

5)数据的自动识别功能,能够对特定目标物进行自动解释和判读;

                        大型刚、柔性动态加载非饱和土双压力室三轴试验机

  该试验机为一种应力路径全自动液压伺服控制式刚、柔性多功能大型三轴试验系统,包括:液压系统、压力控制装置、数据测量与采集装置、双压力室、竖向加载框架、大型动态压力传感器和刚、柔性底座和压头。可开展非均匀、非连续介质(土石混合体)饱和/非饱和静态和动态试验,进行循环加卸载强度、回弹模量、固结试验、应力路径测量等。

  主要性能指标如下:

1)轴向力(动态):1000kN(动态)、刚度≥5GN/m 2)内、外压力室围压:5Mpa,精度 0.1% FS(全量程)3)试样规格(直径×高):Φ300×600mm4)示值精度:±1%5)轴向位移行程:350mm, 精度 0.1um6)背压:2Mpa0.1% FS(全量程)7)气压:2Mpa0.1%FS(全量程)8)孔隙水压力:5Mpa0.1%FS(全量程)9)频率:1-4Hz,1000KN10)陶瓷板进气值:1.5Mpa11)振幅:±2-5mm

 

柔性边界等应力加载试验机

  微机控制电液伺服柔性三轴试验系统是具有垂直激振负荷的大型试验系统,能对粗粒土、细粒土按规定组成的圆试样通过压力室进行静态三轴试验;主要用于砂土、粘土及粗颗粒土的轴向压力和侧向压力的强度试验、土动力学试验,测定总抗剪强度和有效抗剪强度参数。该试验机由试验主机、液压油源、三轴压力室、围压施加系统、微波探测系统、电气控制系统、微机显示、控制与数据处理部分组成。

    主要技术性能指标如下:

1)轴向最大负荷:100t

2)轴向施加最大压力:10MPa

3)三轴压力室压力:0-5MPa

4)三周压力室压力精度:优于±1%F.S

5)孔压测量精度:5MPa时优于±1%

         

 

 

 
 
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