[發(fā)明專利]基于平板的滑坡體表面位移監(jiān)測方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811292334.5
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109405747A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙彥增;陳楠;趙如月;羅清元
• 申請（專利權(quán)）人: 付金樂
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 鄭州金成知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

1.一種基于平板的滑坡體表面位移監(jiān)測方法，其特征是：在滑坡體軸線所在的垂直截面或者平行于滑坡體軸線所在的垂直截面的地表上建立監(jiān)測點監(jiān)測墩，使監(jiān)測墩隨著滑坡體移動而移動，監(jiān)測墩頂部水平且安裝傾斜反射平板和垂直反射平板，傾斜反射平板與水平面夾角為α，在監(jiān)測墩上安裝傾角傳感器，能夠自動監(jiān)測平板傾角發(fā)生的變化；在滑坡體軸線上方的固定體上安裝設(shè)備基座和機架，在機架上安裝激光位移傳感器，使其正對垂直反射平板，能夠?qū)崟r監(jiān)測垂直反射平板的水平位移；再在滑坡體軸線更高上方的固定體安裝另外的基座和機架，在該機架上安裝激光位移傳感器，使其正對傾斜反射平板，實時監(jiān)測傾斜反射平板的位移，并在安裝時測定該激光傳感器與水平方向夾角β，β與α互為補角；激光位移傳感器、傾角傳感器分別與控制器相連，實現(xiàn)信息自動采集和傳輸，根據(jù)位移和傾角的變化判斷滑坡體的運動方位和速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板的滑坡體表面位移監(jiān)測方法，其特征是：需要監(jiān)測側(cè)向位移時，在基座上安裝側(cè)向反射平板，側(cè)向反射平板與滑坡體軸線平行，在滑坡體一側(cè)固定體上設(shè)置基座和機架，在機架上安裝激光位移傳感器，使其正對側(cè)向反射平板，并測定激光位移傳感器與水平夾角Φ。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板的滑坡體表面位移監(jiān)測方法，其特征是：

設(shè)監(jiān)測時段初和時段末，傾角傳感器監(jiān)測水平傾角分別為α₀和α₁，垂直反射平板的水平位移分別為κ₀和κ₁，傾斜反射平板位移分別為d₀和d₁，以時段初傾斜反射平板上的激光光斑為原點，以滑坡體軸線水平方向為x 軸，以垂直方向為y軸，以垂直于x軸、y軸方向為z軸，建立三維坐標系；在滑坡體沿著滑坡軸線監(jiān)測方向上位移為d, 監(jiān)測點水平位移為d_x,垂直位移為d_y，側(cè)向位移為d_z;

在x軸、y軸組成的平面坐標系中，當α₀=α₁時，傾斜反射平板做平行移動，激光光斑從原點出發(fā)，在傾斜反射平板上沿著直線從下向上移動，至?xí)r段末，激光光斑位于B（x₁,y₁）,時段初的激光光斑所在位置點移動至A(x₀,y₀),

（1）在滑坡軸線上，傾斜監(jiān)測方向上的滑坡位移為:

d= d₁- d₀

（2）監(jiān)測點水平方向位移為:

d_x= κ₁-κ₀

（3）垂向位移計算:

x₁= dcosβ

x₀= d_x

y₁= dsinβ

tg（π/2-β）=( y₀- y₁) /( x₀- x₁)

y₀= y₁+( x₀- x₁) tg（π/2-β）

y₀= dsinβ+( d_x - dcosβ) tg（π/2-β）

即d_y= dsinβ+( d_x - dcosβ) tg（π/2-β）

(4)側(cè)向位移計算：

在z軸、y軸組成的平面坐標系中，在側(cè)向反射平板上，激光光斑沿著直線從下向上移動，至?xí)r段末，激光光斑位于B（z₁,y₁）,時段初的激光光斑所在位置點移動至A(z₀,y₀),那么:

設(shè)側(cè)向相鄰2次測距差為dd，則:

z₁= ddcosΦ

y₁= ddsinΦ，或者y₁= dsinβ

tg（π/2-Φ）=( y₀- y₁) /( z₀- z₁)

z₀- z₁= ( y₀- y₁) / tg（π/2-Φ）

z₀= ( y₀- y₁) / tg（π/2-Φ）+ z₁

即 d_z= (d_y - ddsinΦ) / tg（π/2-Φ）+ ddcosΦ

在通常情況下，滑坡體微小形變可以近似于平行移動，滑坡體沿著滑坡軸線向下移動，只需要監(jiān)測監(jiān)測點垂直方向、水平方向位移，可不設(shè)側(cè)向反射平板和側(cè)向監(jiān)測設(shè)施設(shè)備，監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠足以滿足滑坡體表面相對位移監(jiān)測需求;

當滑坡體水平傾角發(fā)生變化時，記錄變化過程，用于輔助分析滑坡體變形強度和不穩(wěn)定性,同時根據(jù)傾角的變化，可以調(diào)整傾斜反射平板和垂直反射平板的角度，使其仍處于原始狀態(tài)，保持位移監(jiān)測的一致性。