【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及物理實驗動力過程監測，具體涉及一種監測平臺及其監測方法。
技術介紹
1、滑坡、山洪、泥石流等山地災害具有極高的風險與危害性，針對山地災害的防治研究最常規、最通用的研究方法之一，就是水槽物理模型實驗。通過物理模型實驗掌握山地災害運動規律的關鍵之一，在于動力過程的動態監測與準確數據采集。現有物理實驗技術在中小尺度物理模型實驗中已有廣泛應用，在實驗裝置尺度較小的情況下，可以滿足易于在各種位置安裝監測設備的需求；然而，可在大尺度實驗水槽裝置布設和操作的動力過程監測平臺，目前仍然稀缺。
技術實現思路
1、本專利技術的實施例提供了一種監測平臺及其監測方法，可以解決目前沒有針對大尺度實驗水槽裝置布設和操作的動力過程監測平臺的問題。
2、第一方面，本專利技術的實施例提供了一種監測平臺，用于監測大尺度山地災害水槽實驗裝置的動力過程，包括：
3、多個監測機構，沿大尺度山地災害水槽實驗裝置的上游至下游依次設置，每個所述監測機構均包括頂部觀測塔架、與所述頂部觀測塔架相對應的側面觀測井以及數據采集設備；
4、底部監測模塊，沿大尺度山地災害水槽實驗裝置的底部上游至下游多排陣列分布，每個所述監測機構內設置有至少一個所述底部監測模塊。
5、在一實施例中，所述多個監測機構包括上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構。
6、在一實施例中，所述頂部觀測塔架包括
7、立柱，位于大尺度山地災害水槽實驗裝置的兩側；
8、爬架，位
9、操作平臺，位于所述立柱上部，所述操作平臺的兩側設置有護欄a(可以理解，操作平臺橫跨于大尺度山地災害水槽實驗裝置的上空，且兩側安裝有護欄a，保證工作人員安全操作)。
10、示例性地，大尺度山地災害水槽實驗裝置的兩側均設置有兩個立柱，每側的兩個立柱之間通過多個橫桿加固。
11、可以理解，上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構中均設置有頂部觀測塔架，以監測災害體頂部俯視角與正視角的動力學時空間演化。
12、在一實施例中，所述操作平臺上設置有激光傳感器、第一攝像機和超聲波傳感器；所述護欄a上設置有微型監測雷達、第二攝像機和熱紅外成像儀。
13、在一實施例中，所述側面觀測井與所述頂部觀測塔架一一對應，所述側面觀測井位于大尺度山地災害水槽實驗裝置一側側壁a上，所述側壁a上設置有透明鋼化玻璃窗，所述側面觀測井的底部設置有第三攝像機和泛光燈，所述第三攝像機的鏡頭朝向所述透明鋼化玻璃窗(以實現災害體側視角動力過程的拍攝)，所述側面觀測井的底部還設置有寬頻地震儀(可以理解，第三攝像機設置完成后，在側面觀測井底部剩余空間內，用混凝土澆筑的方式固定寬頻地震儀，以實現環境地震動信號的獲取)，所述側面觀測井的一側設置有爬梯(供操作人員進出)。
14、可以理解，第三攝像機、泛光燈和寬頻地震儀由設置于側面觀測井底部的插座供電。
15、可以理解，側面觀測井為大尺度山地災害水槽實驗裝置一側側壁外的豎井，與大尺度山地災害水槽實驗裝置的混凝土結構為一體，與大尺度山地災害水槽實驗裝置共用一個側面，
16、示例性地，透明鋼化玻璃窗為兩塊，均位于側面觀測井與大尺度山地災害水槽實驗裝置共享的一面側壁。
17、可以理解，上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構中均設置有側面觀測井，以監測災害體側視角動力過程與環境地震信號的時空間演化。
18、7、在一實施例中，所述數據采集設備包括采集箱、中央服務器和采集系統，采集箱通過光纖級聯方式接入中央服務器采集信號，將采集箱采集到的數據通過采集系統儲存、分析和展示。
19、可以理解，采集箱為便攜和集成式設置，其將數據采集端所需硬件設備統一集成和封裝在堅固的箱式外殼中，且該采集箱可以攜帶至任意位置。
20、可以理解，上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構中均設置有采集箱，使用時，先將采集箱攜帶并放置于上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構的大尺度山地災害水槽實驗裝置的側壁外側，連接供電輸入、光纖網絡，并接入傳感器線纜。
21、在一實施例中，每個所述底部監測模塊包括外殼盒體，所述外殼盒體的頂部設置有表面蓋板，所述外殼盒體的一側為開口，所述外殼盒體內設置有監測設備組件。
22、在一實施例中，所述監測設備組件包括孔隙壓傳感器，正應力傳感器和寬頻地震儀。
23、在一實施例中，大尺度山地災害水槽實驗裝置的底部預留安裝底部監測模塊的安裝坑位，外殼盒體位于安裝坑位內部，且位于大尺度山地災害水槽實驗裝置底面以下，表面蓋板與大尺度山地災害水槽實驗裝置底面齊平。
24、示例性地，外殼盒體為金屬長方體，內部中空，外殼盒體通過螺栓與表面蓋板連接，表面蓋板為正方形金屬板，表面蓋板的中心位置開設有正方形孔，用于設置正應力傳感器的受力(敏感)元件；表面蓋板在正方形孔的外側中間設置有圓形螺紋孔，用于連接孔隙壓傳感器；正應力傳感器的轉換元件及外殼通過螺栓固定，而寬頻地震儀則通過膠帶固定以便于取出。
25、示例性地，大尺度山地災害水槽實驗裝置的底部預留安裝底部監測模塊的正方形的安裝坑位，外殼盒體位于安裝坑位內部，且位于大尺度山地災害水槽實驗裝置底面以下，而表面蓋板與大尺度山地災害水槽實驗裝置底面齊平；表面蓋板在邊緣處通過8個螺栓與澆筑在安裝坑位混凝土中的預埋件連接，從而將整個底部監測模塊固定在大尺度山地災害水槽實驗裝置底部
26、可以理解，底部監測模塊沿大尺度山地災害水槽實驗裝置的底部上游至下游多排陣列分布，目的是監測大尺度山地災害水槽實驗裝置底部的動力學時空間演化過程。
27、可以理解，金屬長方體的四個側面中，三個側面封閉，另外一個側面所在位置為開口，便于安裝和拆除孔隙壓傳感器，正應力傳感器和寬頻地震儀、布置線纜以及快速排水以避免內部積水。
28、第二方面，本專利技術的實施例提供了一種監測方法，包括：采用頂部觀測塔架采集流體深度，進行第一運動運動過程錄像；
29、采用側面觀測井進行第二運動運動過程錄像，采集第一地震動信號；
30、采用底部監測模塊采集大尺度山地災害水槽實驗裝置的底部的正應力、孔隙水壓力和第二地震動信號；
31、采用數據采集設備進行實時數據采集并存儲。
32、本專利技術的實施例的有益效果：
33、在本專利技術中，沿大尺度山地災害水槽實驗裝置的上游至下游依次設置的多個監測機構，每個監測機構偶聯聲、光、力、熱、電磁、地震等多學科參數監測設備，實現了山地災害動力學實驗數據的多源信息全面獲??；每個監測機構將各種數據監測設備安裝在底部監測模塊、頂部觀測塔架和側面觀測井三種結構上，實現了從底部、頂部、正面與側面進行的多視角動力過程監測；在大型實驗場地內設置多個監測機構，實現了災害體動力過程的多斷面協同監測。本專利技術能夠克服大本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種監測平臺，其特征在于，用于監測大尺度山地災害水槽實驗裝置的動力過程，包括：
2.根據權利要求1所述的監測平臺，其特征在于，所述多個監測機構包括上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構。
3.根據權利要求1所述的監測平臺，其特征在于，所述頂部觀測塔架包括立柱，位于大尺度山地災害水槽實驗裝置的兩側；
4.根據權利要求3所述的監測平臺，其特征在于，所述操作平臺上設置有激光傳感器、第一攝像機和超聲波傳感器；所述護欄a上設置有微型監測雷達、第二攝像機和熱紅外成像儀。
5.根據權利要求4所述的監測平臺，其特征在于，所述側面觀測井與所述頂部觀測塔架一一對應，所述側面觀測井位于大尺度山地災害水槽實驗裝置一側側壁a上，所述側壁a上設置有透明鋼化玻璃窗，所述側面觀測井的底部設置有第三攝像機和泛光燈，所述第三攝像機的鏡頭朝向所述透明鋼化玻璃窗，所述側面觀測井的底部還設置有寬頻地震儀，所述側面觀測井的一側設置有爬梯。
6.根據權利要求1所述的監測平臺，其特征在于，所述數據采集設備包括采集箱、中央服務器和采集系統，采集箱通過光纖級聯方式接
7.根據權利要求1所述的監測平臺，其特征在于，每個所述底部監測模塊包括外殼盒體，所述外殼盒體的頂部設置有表面蓋板，所述外殼盒體的一側為開口，所述外殼盒體內設置有監測設備組件。
8.根據權利要求7所述的監測平臺，其特征在于，所述監測設備組件包括孔隙壓傳感器，正應力傳感器和寬頻地震儀。
9.根據權利要求7所述的監測平臺，其特征在于，大尺度山地災害水槽實驗裝置的底部預留安裝底部監測模塊的安裝坑位，外殼盒體位于安裝坑位內部，且位于大尺度山地災害水槽實驗裝置底面以下，表面蓋板與大尺度山地災害水槽實驗裝置底面齊平。
10.一種監測方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種監測平臺，其特征在于，用于監測大尺度山地災害水槽實驗裝置的動力過程，包括：
2.根據權利要求1所述的監測平臺，其特征在于，所述多個監測機構包括上游監測機構、中游監測機構和下游監測機構。
3.根據權利要求1所述的監測平臺，其特征在于，所述頂部觀測塔架包括立柱，位于大尺度山地災害水槽實驗裝置的兩側；
4.根據權利要求3所述的監測平臺，其特征在于，所述操作平臺上設置有激光傳感器、第一攝像機和超聲波傳感器；所述護欄a上設置有微型監測雷達、第二攝像機和熱紅外成像儀。
5.根據權利要求4所述的監測平臺，其特征在于，所述側面觀測井與所述頂部觀測塔架一一對應，所述側面觀測井位于大尺度山地災害水槽實驗裝置一側側壁a上，所述側壁a上設置有透明鋼化玻璃窗，所述側面觀測井的底部設置有第三攝像機和泛光燈，所述第三攝像機的鏡頭朝向所述透明鋼化玻璃窗，所述側面觀測井的底部還設置有寬頻地震儀，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周公旦，崔鵬，劉海明，趙予廷，魯學強，謝云旭，鐘衛，周垂一，沈宏偉，尚明生，
申請(專利權)人：中國科學院，水利部成都山地災害與環境研究所，
類型：發明
國別省市：
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