[發(fā)明專利]一種無(wú)線邊坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010572657.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111735406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建昆;楊同軍;張東明;黃宏偉;秦尚友;吳云清;李春陽(yáng);賀興平;李雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司;同濟(jì)大學(xué);云南建投博昕工程建設(shè)中心試驗(yàn)有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16;G01B11/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)線邊坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及巖土工程安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，包括埋設(shè)于邊坡表面的安裝支座和傳感支點(diǎn)；傳感支點(diǎn)包括設(shè)置于邊坡裂縫兩側(cè)或疑似裂縫發(fā)展區(qū)域的無(wú)線激光測(cè)距傳感支點(diǎn)和多個(gè)分布于變形邊坡的無(wú)線傾角傳感支點(diǎn)；無(wú)線激光測(cè)距傳感支點(diǎn)斜上方的邊坡處設(shè)置有與邊坡垂直的反射板；無(wú)線激光測(cè)距傳感支點(diǎn)和無(wú)線傾角傳感支點(diǎn)分別與無(wú)線傳輸及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存處理單元無(wú)線連接，無(wú)線傳輸及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存處理單元對(duì)傳感支點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、無(wú)線傳輸、計(jì)算、處理和共享存儲(chǔ)，并用于邊坡變形計(jì)算及安全狀態(tài)分析。本發(fā)明使得監(jiān)測(cè)精度和頻率高、偏差率低、監(jiān)測(cè)靈敏高，并且可供多方近程和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的微擾動(dòng)監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)線邊坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)的高速公路和高速鐵路建設(shè)蓬勃發(fā)展，這些關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重大工程往往需要穿山越嶺。為滿足工程的正常開(kāi)展和施工的安全，很多時(shí)候山嶺中的施工會(huì)設(shè)計(jì)到邊坡施工問(wèn)題。這些邊坡里面有的是由于施工開(kāi)挖對(duì)穩(wěn)定山體造成滑動(dòng)，有的是原有的古滑坡由于受到施工擾動(dòng)加速坡體的位移。邊坡出現(xiàn)大變形不僅會(huì)對(duì)施工安全產(chǎn)生隱患，還會(huì)影響坡體附近的村莊和其他基礎(chǔ)設(shè)施，有的邊坡工程施工過(guò)程中出現(xiàn)了突然坍塌和滑落事故，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，不但延誤了工期，而且引起了不良的社會(huì)影響。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是一種及時(shí)感知施工過(guò)程中邊坡穩(wěn)定情況的重要手段，其中，采用較多的是全站儀，主要的方法是通過(guò)確定參照點(diǎn)坐標(biāo)的變化來(lái)確定邊坡是否產(chǎn)生位移，也有通過(guò)監(jiān)測(cè)邊坡附近的房屋來(lái)判斷邊坡位移是否對(duì)居民財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生影響。我國(guó)現(xiàn)行的監(jiān)測(cè)規(guī)范仍采用人工現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的方式，其主要缺點(diǎn)是不僅耗費(fèi)了較大的人力物力，而且采集的周期較長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差；之后的數(shù)據(jù)處理采用人工轉(zhuǎn)錄的方式，效率低下導(dǎo)致邊坡變形監(jiān)測(cè)很可能滯后于事故發(fā)生。此外，如果遇到惡劣的地質(zhì)環(huán)境或氣候條件，人工測(cè)量又面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在有的學(xué)者嘗試采用衛(wèi)星遙感技術(shù)或者拍攝技術(shù)，通過(guò)圖像處理的方式來(lái)判斷邊坡變形，但是受拍攝設(shè)施和處理技術(shù)的限制目前還沒(méi)有經(jīng)濟(jì)的實(shí)際應(yīng)用。

鑒于上述問(wèn)題，大量從事巖土工程的專家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，尤其是在邊坡無(wú)線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方面取得了較多進(jìn)展。如中國(guó)專利CN110363965A公開(kāi)了一種基于激光測(cè)距的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括發(fā)射樁與若干監(jiān)測(cè)樁,監(jiān)測(cè)樁周向陣列于發(fā)射樁外圍,發(fā)射樁與每根監(jiān)測(cè)樁之間連接有至少兩根且相互平行的連桿,連桿軸向兩端分別鉸接于發(fā)射樁與監(jiān)測(cè)樁的外壁,發(fā)射樁外壁沿周向鑲嵌有位置同監(jiān)測(cè)樁相對(duì)應(yīng)的若干激光測(cè)距儀，提供一種基于激光測(cè)距的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以解決監(jiān)測(cè)裝置不便于攜帶的技術(shù)問(wèn)題，該專利雖然可以利用激光測(cè)距傳感器監(jiān)測(cè)邊坡的變形但是其變形的監(jiān)測(cè)是相對(duì)位移，若要擴(kuò)展至絕對(duì)位移需要依賴布設(shè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量以及布設(shè)方式，這會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)成本的增加；類似原理的有中國(guó)專利CN108896024B公開(kāi)了一種邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括了邊坡監(jiān)測(cè)主機(jī)、用于控制所述邊坡監(jiān)測(cè)主機(jī)測(cè)量工作的遠(yuǎn)程控制客戶端；所述邊坡監(jiān)測(cè)主機(jī)包括：機(jī)架以及分別設(shè)置在所述機(jī)架上的虛擬主機(jī)、用于采集邊坡數(shù)據(jù)信號(hào)的激光測(cè)距裝置和用于所述虛擬主機(jī)與所述遠(yuǎn)程控制客戶端通訊連接的通訊數(shù)據(jù)收發(fā)裝置；激光測(cè)距裝置能夠?qū)⒉杉降倪吰聰?shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述虛擬主機(jī),用于構(gòu)建邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；所述虛擬主機(jī)能夠根據(jù)所述遠(yuǎn)程控制客戶端發(fā)送的控制命令,將從所述激光測(cè)距裝置處接收到的邊坡數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理,獲得構(gòu)建的邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。綜上可見(jiàn)，上述專利中公開(kāi)的技術(shù)仍存在諸多技術(shù)缺陷。一方面，目前已有的無(wú)線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置，安裝復(fù)雜、安裝條件受限，且后期維護(hù)成本較高，測(cè)量中一旦出現(xiàn)損壞無(wú)法及時(shí)修復(fù)；另一方面，其造價(jià)較高，不便于大規(guī)模使用；此外，現(xiàn)有測(cè)量方法以及計(jì)算精度獲得的測(cè)量結(jié)果誤差大，存在不可獲知測(cè)量偏差的風(fēng)險(xiǎn)，不能滿足即時(shí)有效的邊坡變形監(jiān)測(cè)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線邊坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使得監(jiān)測(cè)精度和頻率高、偏差率低、監(jiān)測(cè)靈敏高，并且可供多方近程和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的微擾動(dòng)監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：