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一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置及方法
【專利摘要】一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置及方法，包括用于與錨栓連接的鋼絲繩，鋼絲繩與位移監(jiān)測(cè)裝置連接，所述的位移監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為：鋼絲繩穿過(guò)位移量測(cè)單元后和鋼絲繩張緊裝置連接，位移量測(cè)單元與機(jī)械式量測(cè)傳感器和/或電子式量測(cè)傳感器連接；所述的鋼絲繩張緊裝置中，鋼絲繩卷繞在輥筒上，輥軸支承在軸承座上，輥軸還與螺旋板簧的內(nèi)圈連接，螺旋板簧的外圈與固定安裝的定齒圈配合。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的鋼絲繩張緊裝置，提高了監(jiān)測(cè)的精度，且實(shí)現(xiàn)大量程的監(jiān)測(cè)，完全可以對(duì)三個(gè)階段的滑坡數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)測(cè)。
【專利說(shuō)明】一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滑坡位移監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]邊坡在山區(qū)隨處可見(jiàn)，由于所在區(qū)域地質(zhì)條件不同，有的邊坡上表面與下部基體間會(huì)存在著邊坡滑移帶，這些滑移帶通常深度在幾十米的范圍內(nèi)。隨著地質(zhì)條件的不斷變化，滑移帶上方與下部基體會(huì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，即產(chǎn)生滑移?；频乃俣扰c本地區(qū)的地質(zhì)情況有很大的關(guān)系，通常情況下滑移會(huì)分為三個(gè)階段:第一階段處于滑移萌生階段，在此階段會(huì)形成滑移帶；第二階段，滑移帶相對(duì)位置改變的速度非常緩慢，此滑移帶處于穩(wěn)定的緩慢滑移階段；第三階段，失穩(wěn)的滑移階段，在此階段滑移速度會(huì)逐漸加快，最終會(huì)產(chǎn)生滑坡，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。因此如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑坡滑移帶產(chǎn)生的位移，對(duì)預(yù)防大壩潰堤、山區(qū)滑坡、高速公路及鐵路路基沉降等災(zāi)難性事故的發(fā)生，提前采取防范措施，具有非常重要的意義。
[0003]目前使用的滑坡位移測(cè)量?jī)x，量測(cè)范圍很小，因此當(dāng)滑坡還處于穩(wěn)定滑移階段時(shí)，測(cè)量?jī)x已超出測(cè)量范圍，后續(xù)無(wú)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)使用，尤其是針對(duì)滑坡位移出現(xiàn)的第三階段，無(wú)法監(jiān)測(cè)。因此很難對(duì)滑坡的發(fā)生進(jìn)行預(yù)報(bào)，而且此量測(cè)儀器只能測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的位移，在實(shí)際應(yīng)用中，很多地質(zhì)條件出現(xiàn)的滑移帶不止一條，在這種情況下，根本無(wú)法使用。
[0004]而且現(xiàn)有量測(cè)儀器的維護(hù)和數(shù)據(jù)采集也較為麻煩，例如需要定時(shí)給蓄電池充電，數(shù)據(jù)采集需要在現(xiàn)場(chǎng)采集，無(wú)法做到實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，可以實(shí)現(xiàn)大量程的滑坡位移監(jiān)控，且裝置維護(hù)和數(shù)據(jù)采集方便。
[0006]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同滑移帶位置發(fā)生的相對(duì)位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且量程大，精度高，裝置維護(hù)和數(shù)據(jù)采集方便。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括用于與錨栓連接的鋼絲繩，鋼絲繩與位移監(jiān)測(cè)裝置連接，所述的位移監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)為:
鋼絲繩穿過(guò)位移量測(cè)單元后和鋼絲繩張緊裝置連接，位移量測(cè)單元與機(jī)械式量測(cè)傳感器和/或電子式量測(cè)傳感器連接；
所述的鋼絲繩張緊裝置中，鋼絲繩卷繞在輥筒上，輥軸支承在軸承座上，輥軸還與螺旋板簧的內(nèi)圈連接，螺旋板簧的外圈與固定安裝的定齒圈配合。
[0008]優(yōu)選的，所述的定齒圈內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)沿圓周均布的圓弧槽，螺旋板簧的外圈端頭設(shè)有置于圓弧槽內(nèi)的柱形端頭。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，螺旋板簧的外圈與柱形端頭之間還設(shè)有回彎部。[0010]優(yōu)選的，所述的鋼絲繩為多根，相應(yīng)地位移量測(cè)單元和鋼絲繩張緊裝置也為多組。
[0011]優(yōu)選的，電子式量測(cè)傳感器與數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元與無(wú)線發(fā)送單元連接。
[0012]優(yōu)選的，還設(shè)有太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板與蓄電池連接，蓄電池為位移監(jiān)測(cè)裝
置供電。
[0013]一種采用上述裝置進(jìn)行多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法，包括以下步驟:
一、通過(guò)地質(zhì)勘探，確定滑移帶的位置，開(kāi)挖垂直穿過(guò)滑移帶的井筒，在井筒從上到下設(shè)置多個(gè)錨栓；
二、鋼絲繩一端與錨栓連接，鋼絲繩的另一端與位移監(jiān)測(cè)裝置連接；
三、通過(guò)位移監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)的鋼絲繩張緊裝置將鋼絲繩張緊，即可開(kāi)始進(jìn)入位移監(jiān)測(cè)； 其中，機(jī)械式量測(cè)傳感器供現(xiàn)場(chǎng)巡視讀數(shù)；
電子式量測(cè)傳感器獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理單元處理后，按相應(yīng)設(shè)備編組號(hào)經(jīng)無(wú)線發(fā)送單元發(fā)射，供遠(yuǎn)端接收；
通過(guò)上述步驟實(shí)現(xiàn)多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
[0014]所述的錨栓至少有一個(gè)位于滑移帶以下。
[0015]優(yōu)選的，鋼絲繩位于井筒內(nèi)的部分套有塑料管。
[0016]本發(fā)明提供的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)設(shè)置的鋼絲繩張緊裝置，提高了監(jiān)測(cè)的精度，且實(shí)現(xiàn)大量程的監(jiān)測(cè)，完全可以對(duì)三個(gè)階段的滑坡數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)測(cè)；設(shè)置的機(jī)械式量測(cè)傳感器，便于現(xiàn)場(chǎng)巡視人員實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)；設(shè)置的無(wú)線發(fā)送單元便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，提高了安全性；設(shè)置的太陽(yáng)能電池板，可以減少裝置的維護(hù)次數(shù)。
[0017]本發(fā)明提供的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同滑移帶位置發(fā)生的相對(duì)位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且量程大，精度高。裝置維護(hù)便利，數(shù)據(jù)可以現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程采集，使用方便。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明中位移監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明中鋼絲繩張緊裝置的側(cè)視圖。
[0021]圖4為本發(fā)明中輥筒的支承結(jié)構(gòu)示意圖，圖中僅繪制了對(duì)稱結(jié)構(gòu)中的一半。
[0022]圖中:位移監(jiān)測(cè)裝置1，無(wú)線發(fā)送單元11，鋼絲繩張緊裝置12，輥筒121，定齒圈122，螺旋板簧123，軸承座124，輥軸125，柱形端頭126，回彎部127，數(shù)據(jù)處理單元13，機(jī)械式量測(cè)傳感器14，位移量測(cè)單元15，電子式量測(cè)傳感器16，井筒2，鋼絲繩3，錨栓4，太陽(yáng)能電池板5,蓄電池6。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1:
如圖廣4中，一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括用于與錨栓4連接的鋼絲繩3，鋼絲繩3與位移監(jiān)測(cè)裝置I連接，所述的位移監(jiān)測(cè)裝置I的結(jié)構(gòu)為: 鋼絲繩3穿過(guò)位移量測(cè)單元15后和鋼絲繩張緊裝置12連接，位移量測(cè)單元15與機(jī)械式量測(cè)傳感器14和/或電子式量測(cè)傳感器16連接；同時(shí)設(shè)置機(jī)械式量測(cè)傳感器14和電子式量測(cè)傳感器16可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)和遠(yuǎn)程采集同時(shí)進(jìn)行，提高裝置的適應(yīng)性，當(dāng)處于斷電狀態(tài)下，可以現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)，而在危險(xiǎn)狀態(tài)下，例如滑移進(jìn)入第二或第三階段時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)，以提高安全性。本發(fā)明采用位移量測(cè)單元15，而鋼絲繩張緊裝置12在后的連接結(jié)構(gòu)，這樣鋼絲繩3先帶動(dòng)位移量測(cè)單元15的軸旋轉(zhuǎn)，然后再進(jìn)入到輥筒121，因此不會(huì)影響到位移量測(cè)單元15的測(cè)量精度，相應(yīng)地由于鋼絲繩張緊裝置12將鋼絲繩張緊，還提高了位移量測(cè)單元15的測(cè)量精度，尤其是在具有滑移回位狀態(tài)下，本發(fā)明的裝置仍能精確測(cè)得相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0024]如圖2?4，所述的鋼絲繩張緊裝置12中，鋼絲繩3卷繞在輥筒121上，輥軸125支承在軸承座124上，輥軸125還與螺旋板簧123的內(nèi)圈連接，螺旋板簧123的外圈與固定安裝的定齒圈122配合。設(shè)置的螺旋板簧123可以使輥筒121始終處于張緊狀態(tài)，即便滑移出現(xiàn)回位的狀態(tài)，螺旋板簧123也可以將鋼絲繩3收緊，從而電子式量測(cè)傳感器16還可以將該狀態(tài)記錄并發(fā)送。當(dāng)滑移超出螺旋板簧123的壓縮極限后，螺旋板簧123的外圈則在定齒圈122的內(nèi)壁逐齒跳動(dòng)，以使使輥筒121始終處于張緊狀態(tài)的同時(shí)，也不會(huì)影響鋼絲繩3的量程。
[0025]優(yōu)選的，所述的定齒圈122內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)沿圓周均布的圓弧槽，螺旋板簧123的外圈端頭設(shè)有置于圓弧槽內(nèi)的柱形端頭126。由此結(jié)構(gòu)，當(dāng)柱形端頭126沿著定齒圈122的圓弧槽跳動(dòng)時(shí)，更為順滑。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的，螺旋板簧123的外圈與柱形端頭126之間還設(shè)有回彎部127。由此結(jié)構(gòu)，螺旋板簧123的柱形端頭126在沿著順時(shí)針和逆時(shí)針跳動(dòng)時(shí)都很順滑。不會(huì)影響位移量測(cè)單元15的測(cè)量。
[0027]優(yōu)選的，所述的鋼絲繩3為多根，相應(yīng)地位移量測(cè)單元15和鋼絲繩張緊裝置12也為多組。由此結(jié)構(gòu)，可以對(duì)不同深度的測(cè)量點(diǎn)的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可以獲得各個(gè)點(diǎn)之間的相對(duì)位移。
[0028]優(yōu)選的，電子式量測(cè)傳感器16與數(shù)據(jù)處理單元13連接，數(shù)據(jù)處理單元13與無(wú)線發(fā)送單元11連接。由此結(jié)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集，其中數(shù)據(jù)處理單元13將電子式量測(cè)傳感器16的位移時(shí)間和位移值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并與設(shè)備編組號(hào)鏈接，屬于現(xiàn)有技術(shù)常用的設(shè)備，這里不再贅述。
[0029]優(yōu)選的，還設(shè)有太陽(yáng)能電池板5，太陽(yáng)能電池板5與蓄電池6連接，蓄電池6為位移監(jiān)測(cè)裝置I供電。優(yōu)選的，將太陽(yáng)能電池板5設(shè)置在位移監(jiān)測(cè)裝置I的上方，除供電外，還可以起到防雨的作用?？筛鶕?jù)不同的場(chǎng)所，陰天天數(shù)，選擇不同的蓄電池6容量。
[0030]實(shí)施例2:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖1中，一種采用上述裝置進(jìn)行多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法，包括以下步驟:
一、通過(guò)地質(zhì)勘探，確定滑移帶的位置，開(kāi)挖垂直穿過(guò)滑移帶的井筒2，在井筒2從上到下設(shè)置多個(gè)錨栓4;
二、鋼絲繩3—端與錨栓4連接，鋼絲繩3的另一端與位移監(jiān)測(cè)裝置I連接；
三、通過(guò)位移監(jiān)測(cè)裝置I內(nèi)的鋼絲繩張緊裝置12將鋼絲繩3張緊，即可開(kāi)始進(jìn)入位移監(jiān)測(cè)；
其中，機(jī)械式量測(cè)傳感器14供現(xiàn)場(chǎng)巡視讀數(shù)；當(dāng)電源出現(xiàn)故障無(wú)法正常供電時(shí)，機(jī)械式量測(cè)傳感器14的測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)需用電，通過(guò)巡回監(jiān)測(cè)人員，到量測(cè)位置現(xiàn)場(chǎng)，直接讀取所測(cè)位移值。
[0031]電子式量測(cè)傳感器16獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理單元13處理后，顯示并存儲(chǔ)鋼絲繩3的位移量，此存儲(chǔ)單元為循環(huán)更新，記錄內(nèi)容為時(shí)間、量測(cè)點(diǎn)的位移量，按相應(yīng)設(shè)備編組號(hào)經(jīng)無(wú)線發(fā)送單元11發(fā)射，供遠(yuǎn)端接收，用于后續(xù)數(shù)據(jù)處理；
利用深部測(cè)點(diǎn)鋼絲繩位移量減去其緊鄰上部測(cè)點(diǎn)位移量可以得到待測(cè)點(diǎn)滑帶產(chǎn)生的位移量，以此類推，可分別得出所有滑帶的滑移量，而最底部所測(cè)滑移量為總的深部位移量。
[0032]通過(guò)上述步驟實(shí)現(xiàn)多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
[0033]優(yōu)選的，所述的錨栓4至少有一個(gè)位于滑移帶以下。
[0034]優(yōu)選的，鋼絲繩3位于井筒2內(nèi)的部分套有塑料管。鋼絲繩的長(zhǎng)度依據(jù)井深及測(cè)量量程而定，放置井下的鋼絲繩采用工程塑料管保護(hù)，由此結(jié)構(gòu)，防止在滑移過(guò)程中，鋼絲繩嵌入測(cè)試孔的內(nèi)壁造成的量測(cè)誤差。
【權(quán)利要求】
1.一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括用于與錨栓(4)連接的鋼絲繩(3)，鋼絲繩(3)與位移監(jiān)測(cè)裝置(I)連接，其特征是:所述的位移監(jiān)測(cè)裝置(I)的結(jié)構(gòu)為: 鋼絲繩(3)穿過(guò)位移量測(cè)單元(15)后和鋼絲繩張緊裝置(12)連接，位移量測(cè)單元(15)與機(jī)械式量測(cè)傳感器(14)和/或電子式量測(cè)傳感器(16)連接； 所述的鋼絲繩張緊裝置(12)中，鋼絲繩(3)卷繞在輥筒(121)上，輥軸(125)支承在軸承座(124)上，輥軸(125)還與螺旋板簧(123 )的內(nèi)圈連接，螺旋板簧(123 )的外圈與固定安裝的定齒圈(122)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述的定齒圈(122)內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)沿圓周均布的圓弧槽，螺旋板簧(123)的外圈端頭設(shè)有置于圓弧槽內(nèi)的柱形端頭(126)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:螺旋板簧(123)的外圈與柱形端頭(126)之間還設(shè)有回彎部(127)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述的鋼絲繩(3)為多根，相應(yīng)地位移量測(cè)單元(15)和鋼絲繩張緊裝置(12)也為多組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:電子式量測(cè)傳感器(16)與數(shù)據(jù)處理單元(13)連接，數(shù)據(jù)處理單元(13)與無(wú)線發(fā)送單元(11)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:還設(shè)有太陽(yáng)能電池板(5)，太陽(yáng)能電池板(5)與蓄電池(6)連接，蓄電池(6)為位移監(jiān)測(cè)裝置(I)供電。
7.一種采用上述裝置進(jìn)行多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法，其特征是包括以下步驟: 一、通過(guò)地質(zhì)勘探，確定滑移帶的位置，開(kāi)挖垂直穿過(guò)滑移帶的井筒(2)，在井筒(2)從上到下設(shè)置多個(gè)錨栓(4); 二、鋼絲繩(3)—端與錨栓(4)連接，鋼絲繩(3)的另一端與位移監(jiān)測(cè)裝置(I)連接； 三、通過(guò)位移監(jiān)測(cè)裝置(I)內(nèi)的鋼絲繩張緊裝置(12)將鋼絲繩(3)張緊，即可開(kāi)始進(jìn)入位移監(jiān)測(cè)； 其中，機(jī)械式量測(cè)傳感器(14)供現(xiàn)場(chǎng)巡視讀數(shù)； 電子式量測(cè)傳感器(16)獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理單元(13)處理后，按相應(yīng)設(shè)備編組號(hào)經(jīng)無(wú)線發(fā)送單元(11)發(fā)射，供遠(yuǎn)端接收； 通過(guò)上述步驟實(shí)現(xiàn)多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法，其特征是:所述的錨栓(4)至少有一個(gè)位于滑移帶以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多通道大變形滑坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法，其特征是:鋼絲繩(3)位于井筒(2)內(nèi)的部分套有塑料管。
【文檔編號(hào)】G01B21/02GK103822602SQ201410066288
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】孟召平, 易武, 王建強(qiáng) 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)