[實(shí)用新型]一種高精度導(dǎo)線式全斷面邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520109669.4
• 申請(qǐng)日: 2015-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204479065U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立新;富中海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司浙江分公司
• 主分類號(hào): G01C7/02
• 分類號(hào): G01C7/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 朱瑩瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，尤其是指一種高精度導(dǎo)線式全斷面邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，用于監(jiān)控測(cè)試邊坡的穩(wěn)定性和實(shí)際使用狀況。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于邊坡安全監(jiān)控的技術(shù)和方法很多，主要有宏觀地質(zhì)觀測(cè)法、設(shè)站觀測(cè)法、儀表觀測(cè)法及遠(yuǎn)程檢測(cè)法等。我們通過(guò)這些方法，主要獲取邊坡的變形機(jī)理、地質(zhì)災(zāi)害防治和治理效果的反饋，進(jìn)而預(yù)測(cè)邊坡工程可能發(fā)生的破壞，為防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)。

我國(guó)是世界上地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路建設(shè)逐漸由平原向山區(qū)發(fā)展，由于山區(qū)山川縱橫，氣候多變，自然地質(zhì)條件復(fù)雜，由于自然因素和人為活動(dòng)(公路建設(shè))的影響，破壞了原有邊坡的平衡條件，可能會(huì)發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、路基沉陷等地質(zhì)災(zāi)害，繼而對(duì)社會(huì)生活和人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成較大的影響，因此，山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的防治已成為公路建設(shè)有待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。

對(duì)邊坡穩(wěn)定性檢測(cè)大致經(jīng)歷了幾個(gè)階段：宏觀地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)法，即根據(jù)人工觀測(cè)地表的變化特征，地下水的異變，周圍動(dòng)植物的異常等來(lái)確定邊坡的狀況：簡(jiǎn)易觀測(cè)法，即在關(guān)鍵裂縫處做標(biāo)記、樹(shù)標(biāo)桿等方法來(lái)量取裂縫長(zhǎng)度、寬度、深度的變化以及延伸方向；大地測(cè)量法，該方法是伴隨著高精度的光學(xué)及光電儀器的出現(xiàn)而逐漸發(fā)展和成熟的；以上方法均需人工操作，因受天氣、地形及人為等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生一定誤差，并不能實(shí)時(shí)反映邊坡的穩(wěn)定狀況，預(yù)警效果較差。由于監(jiān)測(cè)儀器的快速發(fā)展，GPS測(cè)量以及近景攝影測(cè)量也應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展聲發(fā)射方法，時(shí)域反射法，光時(shí)反射法等也正被應(yīng)用于邊坡坡之中；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，邊坡的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)方法又在向自動(dòng)化、高精度及遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展。上述儀器監(jiān)測(cè)方法主要為點(diǎn)狀分布，單點(diǎn)的儀器費(fèi)用就很高，整個(gè)監(jiān)測(cè)斷面需要布設(shè)多個(gè)的監(jiān)測(cè)儀器，監(jiān)測(cè)預(yù)警的造價(jià)就更高，一般整個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的費(fèi)用需要十幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)。因此，尋求一種造價(jià)較低、精度較高、可靠性好的邊坡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警方法是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高精度導(dǎo)線式全斷面邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)了邊坡的穩(wěn)定性監(jiān)控的自動(dòng)化、高精度及遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展。

一種高精度導(dǎo)線式全斷面邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱、設(shè)置在邊坡坡頂?shù)钠马敾c(diǎn)固定裝置，設(shè)置在邊坡坡腳的坡腳基點(diǎn)固定裝置，坡頂和坡腳之間沿坡面布設(shè)導(dǎo)線，導(dǎo)線一端固定在坡頂基點(diǎn)固定裝置上，導(dǎo)線另一端通過(guò)彈性裝置和預(yù)緊裝置與坡腳基點(diǎn)固定裝置連接，彈性裝置和預(yù)緊裝置使導(dǎo)線拉直并伏貼在坡面上；導(dǎo)線上安裝有用于測(cè)量導(dǎo)線拉力的拉力傳感器；拉力傳感器通過(guò)有線或無(wú)線方式與數(shù)據(jù)采集箱進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集箱設(shè)有太陽(yáng)能供電裝置及蓄電池供電相結(jié)合的供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸模塊，數(shù)據(jù)采集箱接收傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送到監(jiān)控電腦或智能手機(jī)上。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)線上還設(shè)有位移傳感器。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)線在坡面轉(zhuǎn)折處通過(guò)導(dǎo)輪架在坡面上，導(dǎo)線可在導(dǎo)輪上滑動(dòng)。

更優(yōu)選的，所述導(dǎo)線上在導(dǎo)輪之間位置都設(shè)有拉力傳感器和位移傳感器。

優(yōu)選的，所述彈性裝置為彈簧或彈性繩；所述預(yù)緊裝置包括相適配的螺桿和螺母，螺桿一端與導(dǎo)線固定，另一端穿過(guò)坡腳基點(diǎn)固定裝置的鋼板后與螺母螺紋連接，并通過(guò)調(diào)節(jié)螺母進(jìn)行預(yù)緊。

優(yōu)選的，所述坡頂基點(diǎn)，坡頂基點(diǎn)為設(shè)置在坡頂安全區(qū)域內(nèi)的固定不動(dòng)點(diǎn)上的錨桿或混凝土小樁或立柱。

優(yōu)選的，拉力傳感器和位移傳感器的布置方向與導(dǎo)線是平行的；位移傳感器的測(cè)桿與安裝在導(dǎo)線上的卡扣相連。

優(yōu)選的，所述監(jiān)控電腦或智能手機(jī)上裝有自動(dòng)分析和評(píng)估軟件，若位移速率和拉力增量超過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)報(bào)警，并發(fā)送短信到有關(guān)管理人員的手機(jī)上。

下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述：

本實(shí)用新型涉及一種高精度導(dǎo)線式全斷面邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在邊坡頂部取了坡頂基點(diǎn)，在坡頂基點(diǎn)處固定了導(dǎo)線上端，沿坡面往下布設(shè)導(dǎo)線；在坡腳選取坡腳基點(diǎn)，在該基點(diǎn)處安裝了螺桿預(yù)緊裝置，螺桿上安裝有一根彈簧，彈簧連接有拉力傳感器，拉力傳感器連接有位移傳感器，傳感器連接到數(shù)據(jù)采集箱，數(shù)據(jù)采集箱設(shè)有太陽(yáng)能供電裝置及蓄電池供電相結(jié)合的供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。本實(shí)用新型采取應(yīng)變控制與應(yīng)力控制相結(jié)合的雙控模式，互相驗(yàn)證和校核，監(jiān)控結(jié)果精度高，預(yù)警可靠度高，連接供電系統(tǒng)及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)了全天候在線服務(wù)，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)傳輸，自動(dòng)化分析及預(yù)警，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)價(jià)值。