基于次聲的泥石流監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、泥石流是一種分布廣泛、發(fā)生頻繁的自然災(zāi)害，常見于山區(qū)，具有來勢猛、破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)，對山區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和自然生態(tài)環(huán)境造成巨大的威脅。實(shí)現(xiàn)泥石流動(dòng)態(tài)監(jiān)測，對于防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。已有的泥石流監(jiān)測方法存在著響應(yīng)慢、誤報(bào)漏報(bào)率高等缺陷，因此，本文設(shè)計(jì)了一種基于次聲的泥石流監(jiān)測系統(tǒng)。
　　次聲波具有頻率低、衰減慢、穿透力強(qiáng)等特性，可以在很遠(yuǎn)距離外被監(jiān)測到。在泥石流孕育發(fā)展和發(fā)生的過程中，由于巖土斷裂、擠壓和摩擦以及泥石流流動(dòng)與河床碰

2、撞、摩擦，都會產(chǎn)生次聲波。根據(jù)泥石流這種次聲特性，建立次聲監(jiān)測站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)泥石流遠(yuǎn)距離監(jiān)測，在泥石流到來前通過接受到的次聲信號判斷災(zāi)害的發(fā)生，發(fā)出預(yù)警，為災(zāi)害防護(hù)贏得寶貴時(shí)間。
　　基于上述原理，本文設(shè)計(jì)了泥石流次聲監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括次聲傳感器、數(shù)據(jù)采集傳輸儀及其配套設(shè)備、服務(wù)器和計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集傳輸儀將傳感器采集到的次聲信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器上，計(jì)算機(jī)從服務(wù)器中調(diào)用數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理和分析，對受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。在

3、泥石流定位方面，首次將PMCC聲源定位法應(yīng)用到監(jiān)測分析系統(tǒng)中，定位實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了PMCC法的可行性。通過泥石流滑動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)，得到具有一定特性的次聲信號，通過分析發(fā)現(xiàn)泥石流開始滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的次聲信號主要集中在0.5~12.5Hz。根據(jù)泥石流和滑坡孕育發(fā)展的規(guī)律可知：流滑體內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的次聲信號頻率主要集中在12.5Hz左右；滑移面處顆粒間錯(cuò)動(dòng)和摩擦產(chǎn)生的次聲信號頻率主要集中在0.5~6Hz。泥石流滑動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)得到的兩種特征信號，可以作為災(zāi)害監(jiān)測