基于磁场梯度定位的边坡变形监测原理

现有边坡变形传感器易受雨水、泥石流、滚石等环境的影响,且在深部变形监测时,存在仪器布设较繁琐的问题。基于磁测的原理,采用磁性标签制作智能石头,通过磁力梯度仪和智能石头建立边坡变形监测系统。采用Levenberg-Marquardt算法(LM算法)改进遗传算法,实现基于磁场梯度的磁性目标(智能石头)定位,避免磁性目标的磁感应强度与地球磁场分离的问题,同时解决了一般优化算法的收敛性。此算例中,基于磁场梯度定位的边坡位移监测精度达到0.01m,在实际的边坡监测中,其精度可通过增大智能石头的磁矩、改变磁力梯度仪的位置进行调整。

基于磁测的边坡深部大变形监测方法

现有边坡深部变形监测仪器易受雨水、泥石流、滚石等环境的影响,仪器布设较繁琐,且无法监测边坡深部滑移的中后期变形。基于磁场定位理论,采用磁性物质制作智能石头,在边坡深部布置智能石头,通过智能石头和全张量磁力梯度仪建立边坡深部大变形监测系统。基于磁场梯度张量缩并定位对智能石头进行三维定位,实现边坡深部的中后期大变形监测。针对全张量磁力梯度仪的精度和地球磁场梯度的影响,由三维磁感应强度和磁场梯度的分析,其有效监测距离为35 m;在磁场定位试验中,监测精度为0.06 m。可为磁测在边坡深部大变形监测的进一步研究和应用提供参考。

基于磁场梯度张量缩并的岩石断层剪切滑移监测方法

现有的岩石断层剪切滑移监测方法不易直接测量沿剪切滑移方向的变形,仪器布设较繁琐,且无法监测岩石断层剪切滑移的中后期变形。基于磁场定位理论,采用磁性物质制作磁性智能石头,在岩石断层两侧的岩体分别布设磁性智能石头和磁传感探头,构建岩石断层剪切滑移大变形监测系统。基于磁场梯度张量缩并定位对磁性智能石头进行跟踪,实现岩石断层剪切滑移的中后期大变形监测。根据磁传感探头的精度和地球磁场梯度的影响,通过三维磁感应强度和磁场梯度的分析,其有效监测距离最大值为35 m,理论误差随着变形值与监测距离的比值、断层厚度与监测距离的比值的增大而增大。在岩石断层剪切滑移大变形监测的模拟试验中,在断层厚度为0.5～1.0 m、监测距离为5 m的情况下,变形监测的相对误差最大约为2%,可为磁测在岩石断层剪切滑移大变形监测的进一步研究和应用提供参考。