一种库区消落带岩体劣化监测装置和方法
一种库区消落带岩体劣化监测装置和方法
背景技术
大坝建成蓄水后，库水位变动对消落带岸坡上岩体先前存在的裂隙、断层破碎带和软弱夹层带等进行冲刷、潜蚀和溶蚀，使得岩体裂隙变宽、变长和变深。裂隙的扩展降低了岩体的强度和完整性，加速了库岸斜坡不稳定演化进程，出现了一些新生的危岩体或软弱带，可能会引起岩体崩塌或岩质滑坡，直接威胁着长江航道和库区蓄水的安全。探测宏观裂隙的发育程度、监测宏观裂隙的发育速度、研究含裂隙岩体的劣化规律，对于库区岩溶岸坡的安全稳定和地质灾害防治具有重要意义。
常规的遥感技术能在大面积范围内监测岸坡岩体表面大尺度裂隙，但无法探测出小尺度裂隙以及在岩体深部的分布；三维激光扫描技术虽能精细刻画岩体表面的裂隙，但是不能捕捉岩体内部的裂隙分布；钻探技术可以实现某个测点在深度方向上的岩性精细分布，但不能实现较大面积内岩体裂隙分布的分析，由于破坏了岩体不能实现多期观测且费用昂贵。跨孔声波探测技术对结构面的探测精度很低，很难实现岩体内部裂隙形态成像。
技术实现思路
本发明要解决的技术问题是提供一种库区消落带岩体劣化监测装置和方法，用于解决现有岩体劣化监测无法探测出小尺度裂隙以及在岩体深部的分布、不能实现较大面积内岩体裂隙分布的分析和难以实现岩体内部裂隙形态成像的问题。
一种库区消落带岩体劣化监测装置，包括通过锚杆固定在消落带上的框架，在框架上安装有导轨，导轨上设有小车，小车上设有探地雷达，在消落带岩体裂隙中填充泥浆，在泥浆上铺设有pvc透明板，探地雷达将检测到数据通过电缆传输给主机。
在框架上设有多个插孔，在导轨两端设有多根插杆，所述插杆插入在插孔内。
在框架两侧设有爬梯。
一种库区消落带岩体劣化监测装置的方法，包括如下步骤：
小车载着探地雷达在导轨上移动，移动的过程中，探地雷达采集初始测线数据，并将采集到的数据传输给主机；
在一条测线数据信息采集完后，监测人员调整导轨位置，以对另外一条测线数据进行采集，如此反复，直到采集完框架内所有的测线数据；
在主机收集完所以的测线数据后，由主机对所得的数据进行处理，以获取岩体裂隙空间体积成像。
一种库区消落带岩体劣化监测方法，在步骤s3中，获取岩体裂隙空间体积成像的方法包括如下步骤：
步骤一，对每一条测线上获取的雷达信号形成的剖面数据，通过物探资料处理技术中的偏移成像处理算法来实现该剖面上的裂隙形态成像，得到一个裂隙形态剖面；
步骤二，对步骤一中的裂隙形态剖面进行组合，形成一个三维体积图件，能够展示裂隙的空间分布形态；
步骤三，通过上述步骤利用本装置对某一区域进行多期监测，得到多期的裂隙空间分布形态，对比出裂缝扩展变化。
有益效果
在探测区域内借助框架轨道装置在选定测线上移动探地雷达、发射并接受电磁波，通过电磁回波信号的处理结果对岩体内部裂隙形态进行剖面成像，通过多条测线实现三维空间裂隙分布的体积探测，进一步通过多期观测来揭示岩体内部裂隙扩展变化，来展示消落带岩体内部裂隙的分布和劣化情况。揭露裂隙的发育过程，为库区灾害点的破坏机理得到更深入的认识，且为防灾减灾提供了强有力的科技支撑。
能够在布满岩体裂隙、凹凸不平整的消落带上进行检测，同时也保持了岩体裂隙的自然环境，整套装置可分部拼接、拆卸便于携带，实现了多期性、范围性监测，雷达小车可匀速、等间距的进行监测，实现了范围内的三维裂化空间成像，通过多期监测对多期的三维裂化空间进行对比得出裂隙变化。