【摘要】：一直以來,地質(zhì)災(zāi)害是國家自然災(zāi)害防治的重點(diǎn),而滑坡災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害中較為嚴(yán)重的一類,滑坡災(zāi)害的預(yù)警也越來越受到人們的關(guān)注。而國內(nèi)眾多的滑坡監(jiān)測項(xiàng)目及科學(xué)研究使用的都是國外昂貴的監(jiān)測儀器,如Campbell Scientific的TDR100、Tektronix的1502C/CS系列等,同時(shí)這些國外的儀器還需購買配套的相關(guān)設(shè)備。由于價(jià)格不菲,這些系統(tǒng)一般只在大型的滑坡監(jiān)測中使用,而在中小型滑坡中得不到廣泛應(yīng)用。本文首先闡述了TDR(Time Domain Reflectometry)技術(shù)在山體滑坡監(jiān)測中的基本原理,對(duì)脈沖信號(hào)在同軸電纜中的傳輸進(jìn)行了理論研究,并設(shè)計(jì)了一套包括硬件和軟件的TDR滑坡監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由三大部分組成:同軸電纜、下位機(jī)硬件電路、上位機(jī)應(yīng)用軟件。硬件電路向同軸電纜發(fā)射窄脈沖信號(hào),同時(shí)對(duì)發(fā)射的窄脈沖信號(hào)和反射的脈沖信號(hào)進(jìn)行等效采樣,等效采樣得到的數(shù)據(jù)使用SDRAM進(jìn)行緩存,最后將SDRAM中的所有數(shù)據(jù)通過USB發(fā)送到電腦上;安裝在電腦上的上位機(jī)應(yīng)用軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形重構(gòu)、顯示、分析和處理,最后根據(jù)滑坡體狀況判斷是否需要發(fā)出滑坡預(yù)警。在文章的最后進(jìn)行了TDR原理樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),通過同軸電纜剪切裝置來模擬滑坡體對(duì)同軸電纜的擠壓和剪切作用,記錄了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和測試波形,并應(yīng)用本文理論推導(dǎo)的TDR計(jì)算模型進(jìn)行了驗(yàn)證和分析,通過分析本系統(tǒng)的測量誤差,證實(shí)了本文所推導(dǎo)的TDR計(jì)算模型的正確性和所設(shè)計(jì)的滑坡監(jiān)測系統(tǒng)的可用性。
[Abstract]:Geological disasters have been the focus of national natural disasters prevention and treatment, and landslide disasters are a more serious type of geological disasters, landslide disaster early warning has been paid more and more attention. Many landslide monitoring projects and scientific research in China use expensive monitoring instruments abroad, such as the 1502C/CS series of Campbell Scientific's TDR100,Tektronix. At the same time, these foreign instruments also need to purchase related equipment. Because of the high price, these systems are only used in large landslide monitoring, but not widely used in small and medium landslides. In this paper, the basic principle of TDR (Time Domain Reflectometry) technology in landslide monitoring is introduced, the transmission of pulse signal in coaxial cable is studied theoretically, and a set of TDR landslide monitoring system including hardware and software is designed. The system consists of three parts: coaxial cable, lower computer hardware circuit, upper computer application software. The hardware circuit transmits the narrow pulse signal to the coaxial cable. At the same time, the transmitted narrow pulse signal and the reflected pulse signal are sampled equivalent. The data obtained from the equivalent sampling are cached by SDRAM. Finally, all the data in SDRAM are sent to the computer through USB. The upper computer application software installed on the computer reconstructs, displays, analyzes and processes the collected data. Finally, according to the condition of the landslide body, the landslide warning is judged. At the end of the paper, the laboratory test of the prototype of TDR principle is carried out, and the extrusion and shearing of coaxial cable is simulated by coaxial cable shearing device, and a large number of test data and test waveforms are recorded. By analyzing the measurement error of the system, the correctness of the TDR calculation model and the usability of the designed landslide monitoring system are verified by using the TDR calculation model derived in this paper.
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P642.22;TP274

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本文編號(hào)：2398577