專利名稱：滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑坡監(jiān)測領(lǐng)域，特別是一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)進行監(jiān)測的方法。
背景技術(shù)：
滑坡深部位移監(jiān)測一直是滑坡防治的基礎(chǔ)和依據(jù)。滑坡深部位移監(jiān)測不僅可提供準(zhǔn)確可靠的滑體位移、滑面及滑床位置等重要信息，而且有助于長期連續(xù)地掌握滑 坡狀態(tài)，實現(xiàn)滑坡穩(wěn)定性評價與預(yù)測預(yù)警目的。目前，深部位移監(jiān)測儀器主要可以分為移動式鉆孔傾斜儀和固定式鉆孔傾斜儀。移動式鉆孔傾斜儀可以測定全孔各段的水平位移，但移動式鉆孔傾斜儀量程小，一旦滑坡體出現(xiàn)較大位移，測斜管就會發(fā)生彎曲，傾斜角度發(fā)生變化，易導(dǎo)致傾斜儀無法入孔、無法量測數(shù)據(jù)，造成鉆孔報廢；同時移動式鉆孔傾斜儀需采用人工方式到現(xiàn)場作業(yè)，工作量大，獲取數(shù)據(jù)時間不連續(xù)。固定式鉆孔傾斜儀測斜探頭固定安裝在滑動部位，只能測定安裝部位附近的位移，同時，固定式鉆孔傾斜儀存在滑帶定位難、安裝難等問題，當(dāng)滑體出現(xiàn)大位移變形時，其連接傳感器的線纜也極易被剪斷，從而造成失測和鉆孔報廢；同時也存在滑動面附近，線纜易切入土質(zhì)或軟巖質(zhì)邊坡，給測量結(jié)果造成較大誤差等問題?？傮w上看，目前無論是移動式鉆孔傾斜儀還是固定式鉆孔傾斜儀，都存在量程小通常在200_以內(nèi)、無法監(jiān)測大變形位移滑坡的缺陷。然而在實際工程中，許多滑坡具有多滑帶、位移變形大的特點，如何及時、連續(xù)地獲取和掌握這類滑坡體的位移變形狀態(tài)，準(zhǔn)確的量測深部位移分布受到廣泛關(guān)注。因此，有必要設(shè)計一種新型的大變形滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有深部位移監(jiān)測技術(shù)無法滿足大位移變形滑坡和具多滑帶滑坡深部位移監(jiān)測中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)及方法，可以測量滑坡深部較大變形和多滑動面位移變形。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，包括基座，測量設(shè)備安裝在基座上，測量設(shè)備內(nèi)設(shè)有至少一個位移傳感器，牽引線一端穿過基座與位移傳感器連接，另一端與埋設(shè)于滑床部位的錨頭固連。所述的牽引線為銦鋼絲繩、尼龍繩或它們的復(fù)合纜繩。所述的牽引線外還設(shè)有受剪切應(yīng)力即可斷開的脆性套管。所述的位移傳感器為拉繩式線位移傳感器。所述的牽引線為多根，多根牽引線分別與不同的位移傳感器連接。多根牽引線的錨頭分別埋設(shè)于不同的深度。所述的測量設(shè)備中還設(shè)有數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置。
一種應(yīng)用上述監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測滑坡深部位移的方法，包括以下步驟
一、開挖鉆孔；
二、連接牽引線；根據(jù)滑坡體的數(shù)量，選擇相應(yīng)數(shù)量的牽引線，牽引線底端穿出脆性套管后連接錨頭，另一端連接位移傳感器；
三、將錨頭放入鉆孔，當(dāng)牽引線有多根時，錨頭分別布置在不同的深度；布置脆性套管至錨頭處；
四、在鉆孔與脆性套管之間澆筑水泥砂漿；
五、固定安裝測量設(shè)備；
通過上述步驟實現(xiàn)對大變形滑坡的深部多點位移監(jiān)測。
所述的鉆孔必須穿過滑坡體，鉆進滑床內(nèi)部。在步驟五中，將基座垂直放入鉆孔，脆性套管與牽引線從基座的牽引線穿出孔通過，在基座上通過固定螺孔安裝拉繩式線位移傳感器，張緊牽引線并與拉繩式位移傳感器的牽引螺絲連接，然后安裝數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置。本發(fā)明提供的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)及方法，通過采用上述的結(jié)構(gòu)，可以測量滑坡深部的較大位移，根據(jù)滑坡體的具體深度，采用的拉繩式位移傳感器量程范圍可在0-20m，通過將多根牽引繩的錨頭設(shè)于不同的深度，牽引繩被拉出不同的長度，以獲取不同深度處的滑坡體的位移信號。通過簡單的計算，可以獲得不同深度滑坡體的對應(yīng)位移數(shù)據(jù)。本發(fā)明還可連續(xù)自動測量大變形滑坡和有多層滑帶滑坡的深部位移，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動傳輸，且結(jié)構(gòu)簡單，便于布置。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
圖I為本發(fā)明中單滑帶單根牽引繩的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中單滑帶單根牽引繩在測量時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中多滑帶多根牽引繩的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中多滑帶多根牽引繩在測量時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中基座的主視示意圖。圖6為本發(fā)明中基座的俯視示意圖。圖中測量設(shè)備1，基座2，固定螺孔21，牽引線穿出孔22，鉆孔3，牽引線4，脆性套管5，澆筑水泥砂漿6，錨頭7，滑坡體8，滑動面9，滑床10。
具體實施例方式如圖1-4所示，一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，包括基座2，測量設(shè)備I安裝在基座2上，測量設(shè)備I內(nèi)設(shè)有至少一個位移傳感器，牽引線4 一端穿過基座2與位移傳感器連接，另一端與埋設(shè)于滑床部位的錨頭7固連。此處所述的滑床為相對概念，當(dāng)有多層滑坡體8的時候，在下部的滑坡體8就相當(dāng)于在上部的滑坡體8的滑床。所述的牽引線4為銦鋼絲繩、尼龍繩或它們的復(fù)合纜繩。所述的牽引線4外還設(shè)有受剪切應(yīng)力即可斷開的脆性套管5。以保證滑體發(fā)生大位移變形時能直接剪斷該套管，由此結(jié)構(gòu)，牽引線4不會被嵌入到軟土中，確保牽引線4是沿著滑動面9延伸，從而準(zhǔn)確地獲取位移量。所述的位移傳感器優(yōu)選為拉繩式線位移傳感器。此種位移傳感器最大量程范圍一般在5-20m，通常選擇量程為0-20米，系統(tǒng)誤差2mm。具體選擇根據(jù)滑坡體8的深度、牽引線4長度和位移傳感器歸零調(diào)節(jié)等因素。拉繩式位移傳感器直接與測量設(shè)備I內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集和遠程自動傳輸。所述的牽引線4為多根，多根牽引線4分別與不同的位移傳感器連接。多根牽引線4的錨頭7分別埋設(shè)于不同的深度。通常錨頭7的位置分別對應(yīng)于各淺層的滑坡體8。 一種應(yīng)用上述監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測滑坡深部位移的方法，包括以下步驟
一、開挖鉆孔3 ;所述的鉆孔3必須穿過所有的滑坡體8，鉆進如圖1-4中所示的滑床10內(nèi)部。二、連接牽引線4;根據(jù)滑坡體8的數(shù)量，選擇相應(yīng)數(shù)量的牽引線4，牽引線4，牽引線4外部用脆性套管5保護，牽引線4底端穿出脆性套管5后連接錨頭7，另一端連接位移傳感器；
三、將錨頭7放入鉆孔3，當(dāng)牽引線4有多根時，錨頭7分別布置在不同的深度；其中，最深的牽引線4對應(yīng)的錨頭7固定于鉆孔3底部，鉆孔底部必須位于滑床10部位，其余牽引線4對應(yīng)的錨頭經(jīng)水泥砂漿灌注后固定于鉆孔不同深度，通常對應(yīng)于各淺層滑坡體8。布置脆性套管5至錨頭7處；牽引線4 一般根據(jù)具體滑坡的滑坡體8數(shù)選用相同數(shù)量，每根牽引線4從頂端T型的基座2連接監(jiān)測裝置處開始置于對應(yīng)的每根脆性套管5之內(nèi)，牽引線4底端伸出脆性套管5后，連接于對應(yīng)固定錨頭7 ；
四、在鉆孔3與脆性套管5之間澆筑水泥砂漿6，并確保最底端的錨頭7被永久固定于穩(wěn)定滑床內(nèi)部；
五、固定安裝測量設(shè)備I;在步驟五中，如圖5、6中所示，基座2采用T型水平基座，由一個圓臺和一根厚壁鋼管組成。將基座2垂直放入鉆孔3孔口，基座2作為測量設(shè)備I的承載平臺，頂部安裝作為牽引線4的銦鋼絲繩線圈、恒力緊線裝置、拉繩式位移傳感器等，并采用密封防護罩保護。脆性套管5與牽引線4從基座2的牽引線穿出孔22通過，在基座2上通過固定螺孔21安裝拉繩式線位移傳感器，拉緊牽引線4與拉繩式位移傳感器的牽引螺絲連接，然后安裝數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置。如圖2、4中所示，當(dāng)滑坡形成時，滑坡體8沿滑動面9滑動，由于各層的錨頭7被水泥砂漿固定，牽引線4被從測量設(shè)備I中拉出，從而帶動拉繩式線位移傳感器獲取位移數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)測點。通過上述步驟實現(xiàn)對大變形滑坡的深部多點位移監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，包括基座(2)，測量設(shè)備(I)安裝在基座(2)上，其特征是測量設(shè)備(I)內(nèi)設(shè)有至少一個位移傳感器，牽引線(4) 一端穿過基座(2)與位移傳感器連接，另一端與埋設(shè)于滑床部位的錨頭(7)固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的牽引線(4)為銦鋼絲繩、尼龍繩或它們的復(fù)合纜繩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的牽引線(4)夕卜還設(shè)有受剪切應(yīng)力即可斷開的脆性套管(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的位移傳感器為拉繩式線位移傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的牽引線(4)為多根，多根牽引線(4)分別與不同的位移傳感器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是多根牽引線(4)的錨頭(7 )分別埋設(shè)于不同的深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的測量設(shè)備(I)中還設(shè)有數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置。
8.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-7任一項所述監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測滑坡深部位移的方法，其特征是包括以下步驟 一、開挖鉆孔(3)； 二、連接牽引線(4);根據(jù)滑坡體(8)的數(shù)量，選擇相應(yīng)數(shù)量的牽引線(4)，牽引線(4)底端穿出脆性套管(5)后連接錨頭(7)，另一端連接位移傳感器； 三、將錨頭(7)放入鉆孔(3)，當(dāng)牽引線(4)有多根時，錨頭(7)分別布置在不同的深度；布置脆性套管(5)至錨頭(7)處； 四、在鉆孔(3)與脆性套管(5)之間澆筑水泥砂漿(6)； 五、固定安裝測量設(shè)備(I); 通過上述步驟實現(xiàn)對大變形滑坡的深部多點位移監(jiān)測。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種監(jiān)測滑坡深部位移的方法，其特征是所述的鉆孔(3)必須穿過滑坡體(8)，鉆進滑床(10)內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種監(jiān)測滑坡深部位移的方法，其特征是在步驟五中，將基座(2)垂直放入鉆孔(3)，脆性套管(5)與牽引線(4)從基座(2)的牽引線穿出孔(22)通過，在基座(2)上通過固定螺孔(21)安裝拉繩式線位移傳感器，張緊牽引線(4)并與拉繩式位移傳感器的牽引螺絲連接，然后安裝數(shù)據(jù)采集和發(fā)送裝置。
全文摘要
一種滑坡深部位移監(jiān)測系統(tǒng)及方法，包括基座，測量設(shè)備安裝在基座上，測量設(shè)備內(nèi)設(shè)有至少一個位移傳感器，牽引線一端穿過基座與位移傳感器連接，另一端與埋設(shè)于滑床部位的錨頭固連。在滑坡體開挖鉆孔；將錨頭放入鉆孔，當(dāng)牽引線有多根時，錨頭分別布置在不同的深度；布置脆性套管至錨頭處；在鉆孔與脆性套管之間澆筑水泥砂漿；固定安裝測量設(shè)備；通過上述步驟實現(xiàn)對大變形滑坡的深部多點位移監(jiān)測。本發(fā)明通過采用上述的結(jié)構(gòu)，可以測量滑坡深部的較大位移，根據(jù)滑坡體的具體深度通過將多根牽引繩的錨頭設(shè)于不同的深度，牽引繩被拉出不同的長度，以獲取不同深度處的滑坡體的位移信號。
文檔編號G01B5/02GK102878893SQ20121032445
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者孟召平, 易武, 黃海峰, 薛彥東 申請人:三峽大學(xué)