[發明專利]危巖滑坡體應力采集傳感器及其安設方法

有效

• 申請號: 201310272254.4
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103323156A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 陳洪凱;何曉英;唐紅梅
• 申請（專利權）人: 陳洪凱;何曉英;唐紅梅
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

技術領域

????本發明涉及一種地質安全監測技術，尤其涉及一種危巖滑坡體應力采集傳感器及其安設方法。

背景技術

我國國土面積的2/3以上為山地丘陵，隨著高等級公路的快速修建和山區城鎮建設的高速發展，公路沿線存在高切坡地形的區域日益增多，這些區域存在嚴重的地質災害隱患，山體崩塌、危巖崩落和巖質滑坡等地質災害頻發，嚴重危害人民的生命財產安全。鑒于此，有必要開發相應的儀器設備來實時監測敏感區域的應力變化，為地質災害預警提供重要的基礎信息。

迄今，國內外在鉆孔應力監測技術方面取得了顯著進展，這些方法一般通過量測鉆孔壁的變形來換算成應力，一個鉆孔只能得到一個量測數據，獲取的數據屬于平均應力或平均應變，難以全面反應監測區域的所有應力情況，容易遺漏或掩蓋掉對地質災害起直接作用的致災應力；如第200910103038.0號中國專利，該專利方案只能量測垂直于傳感器法線方向的應力，不能量測沿傳感器軸線方向的剪應力，導致測量結果中的剪應力信息缺失，難以全面反應監測區域的實際情況。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明提出了一種危巖滑坡體應力采集傳感器，其創新之處在于：所述應力采集傳感器由金屬筒、處理芯片和多個應變片式壓力傳感器組成；所述金屬筒由金屬片材卷裹而成，金屬筒表面設置有多個滲漿孔和多個凸臺，應變片式壓力傳感器粘貼在凸臺上；應變片式壓力傳感器通過導線與處理芯片相連，處理芯片設置于金屬筒上。

前述方案的原理是：分布在金屬筒表面的多個應變片式壓力傳感器，可對不同深度位置處的山體內部應力進行全面監測，尤其是滑裂面附近的區域，從而解決現有技術的單點監測存在監測盲點、容易遺漏致災應力的問題，能夠使技術人員全面獲悉監測區域的應力情況，為地質災害預警提供準確的依據。

在前述方案的基礎上，本發明還作了如下改進：所述多個應變片式壓力傳感器中的一部分用于測量金屬筒受到的剪切應力，另一部分用于測量金屬筒受到的法向應力。該改進方案，可以保證獲取到的數據的多樣化，使監測區域的內部應力得到更加全面的體現，從而保證監測數據的準確性。

前述改進方案可通過如下的優選方式來實施：用于測量剪切應力的那部分應變片式壓力傳感器形成剪切應力傳感器，剪切應力傳感器粘貼于凸臺的側面，剪切應力傳感器的極化方向與金屬筒的徑向方向平行；用于測量法向應力的那部分應變片式壓力傳感器形成法向應力傳感器，法向應力傳感器粘貼于凸臺的頂面，法向應力傳感器的極化方向與金屬筒的軸向方向平行。

前述方案中，還可通過如下手段來提高監測的均勻性：所述多個凸臺在金屬片材表面按矩陣形式分布。

為了進一步提高應力傳遞的準確性，本發明還作了如下改進：所述多個滲漿孔在金屬片材表面按矩陣形式分布。

為了對處理芯片起到較好的保護效果，本發明還對處理芯片的設置位置提出了如下的優選方案：所述處理芯片設置于金屬筒的內孔中。

為了既兼顧監測的全面性又降低結構的復雜度，還可采用如下優選方案：多個凸臺所覆蓋的區域范圍大于金屬筒的軸向長度的2/3，且危巖滑坡體的滑裂面延伸方向與多個凸臺所覆蓋的區域范圍相交疊。前述方案中，可將金屬筒上凸臺所覆蓋的區域范圍定義為監測段，未被凸臺覆蓋的區域范圍定義為錨固段，實際工程中，技術人員可通過技術手段或經驗估計出滑裂面的大體位置，然后根據滑裂面的位置，對錨固段和監測段的范圍進行合理設計，以避免盲目地在金屬筒上全長設置凸臺。

針對前述的危巖滑坡體應力采集傳感器，本發明還提出了如下的優選安設方法，具體方案為：按如下步驟安設危巖滑坡體應力采集傳感器：

1）在危巖滑坡體下部的山體上鉆取安裝孔，安裝孔深度深入滑裂面內側的山體中；

2）將危巖滑坡體應力采集傳感器設置于安裝孔內；

3）在金屬筒內灌注砂漿，直至砂漿從滲漿孔滲出并將金屬筒和安裝孔之間的間隙填充；待砂漿凝固后，危巖滑坡體應力采集傳感器即投入運行。

????本發明的有益技術效果是：可對存在隱患的區域進行全面監測，從而為地質災害預警提供準確的信息。

附圖說明

圖1、危巖滑坡體應力采集傳感器結構示意圖一；

圖2、應變片式壓力傳感器粘貼位置示意圖；

圖3、將金屬筒展平后的結構示意圖（由于應變片式壓力傳感器和處理芯片分別位于金屬筒的內外兩側，故本發明還設置了圖中標記A所示的缺口結構，以供導線通過）；