專(zhuān)利名稱：一種測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)及滑坡災(zāi)害提前預(yù)報(bào)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法和裝置。
背景技術(shù)：
斜坡失穩(wěn)位移預(yù)警系統(tǒng)，是預(yù)報(bào)滑坡失穩(wěn)可行的方法之一。該系統(tǒng)在需要測(cè)量的地方，將位移傳感器安裝固定，觀察斜坡上最小點(diǎn)數(shù)的底土的特征，然后，將這些數(shù)據(jù)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送出去。危險(xiǎn)地帶的居民可以使用它預(yù)防斜坡失穩(wěn)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。然而，針對(duì)一些類(lèi)型的滑坡，如牽引式滑坡、巖質(zhì)滑坡，該類(lèi)滑坡的局部位移變化并不明顯，甚至位移傳感器無(wú)法捕捉到該處的位移變化，因此使用傳統(tǒng)的位移監(jiān)測(cè)手段并不能有效的監(jiān)控滑體的變化。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)的滑坡監(jiān)測(cè)設(shè)備無(wú)法有效監(jiān)測(cè)各種類(lèi)型的滑坡，本發(fā)明提供了一種能夠掌握了解位移變化相對(duì)較小的滑坡(如牽引式滑坡、巖質(zhì)滑坡等)變化情況的方法和裝置，該方法和裝置是測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向，能夠有效對(duì)如牽引式滑坡、巖質(zhì)滑坡進(jìn)行有效的定性定量分析。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置，包括傾角傳感器，角度傳感器和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒；所述角度傳感器為圓柱形，其主軸上安裝有偏心鉛擺，所述角度傳感器安裝在所述圓筒內(nèi)的上部，用于測(cè)量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器為圓柱形，安裝在所述圓筒內(nèi)的底部，用于測(cè)量滑坡表面傾斜的角度變化。優(yōu)選地，上述裝置還具有以下特點(diǎn)所述適配加工件還包括錐狀實(shí)體鋼件，所述錐狀實(shí)體鋼件安裝在所述圓筒的底部。優(yōu)選地，上述裝置還具有以下特點(diǎn)所述傾角傳感器和角度傳感器的主體均密封在所述圓筒內(nèi)，僅引出數(shù)據(jù)線至所述圓筒外部。優(yōu)選地，上述裝置還具有以下特點(diǎn)所述圓筒包括上部分圓筒、下部分圓筒、上下部分連接件和上密封蓋，其中上下部分連接件連接所述上部分圓筒和下部分圓筒，上密封蓋安裝在上部分圓筒之上。優(yōu)選地，上述裝置還具有以下特點(diǎn)所述傾角傳感器對(duì)X軸的旋轉(zhuǎn)傾斜進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量范圍為-30° +30°。優(yōu)選地，上述裝置還具有以下特點(diǎn)所述圓筒的管壁上標(biāo)有X軸的方向。優(yōu)選地，上述裝置還具有以下特點(diǎn)
所述角度傳感器為非接觸式傳感器，其測(cè)量范圍為-360° +360°。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法，包括步驟1，將所述裝置放置于淺層土體40cm下，引出傾角傳感器和角度傳感器的數(shù)據(jù)線；步驟2，保持所述裝置垂直的情況下，回填所述裝置底部的土體，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的初始值；步驟3，將設(shè)備完全掩埋，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，上述方法還具有以下特點(diǎn)在步驟I中，根據(jù)所述圓筒的管壁上標(biāo)有的X軸的方向，將X軸指向預(yù)估計(jì)的滑坡主滑移方向。本發(fā)明通過(guò)角度傳感器測(cè)量滑坡主滑方向，通過(guò)滑坡表面傾斜的角度變化，能夠?qū)τ缮隙逻M(jìn)行的滑坡類(lèi)型進(jìn)行有效監(jiān)控。另外，本發(fā)明的裝置造價(jià)相對(duì)低廉，也無(wú)需對(duì)斜坡進(jìn)行深鉆孔，操作方便，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置示意圖，其中I—傾角傳感器，2—角度傳感器，3—圓筒，4一錐狀實(shí)體鋼件，5—數(shù)據(jù)線，11—傾角傳感器的偏心鉛擺，21—角度傳感器主軸，22—角度傳感器的偏心鉛擺，31—上部分圓筒，32—下部分圓筒，33—上下部分連接件，34—上密封蓋，35—垂直水準(zhǔn)珠。
具體實(shí)施例方式下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。針對(duì)均勻松散砂巖的斜坡，測(cè)量沿斜坡表面的滑動(dòng)位移對(duì)引發(fā)坡角失穩(wěn)是敏感的有效的，而在斜坡表面測(cè)量滑坡旋轉(zhuǎn)傾斜則對(duì)于監(jiān)測(cè)斜坡上方逐步失穩(wěn)的趨勢(shì)是行之有效的辦法。如牽引式滑坡，坡腳的變形破壞相對(duì)于斜坡上方的變形破壞是明顯的，斜坡后緣的變形破壞采用位移監(jiān)測(cè)的方式是不明顯的，采用傾角傳感器測(cè)量表層旋轉(zhuǎn)傾斜是非常有效的辦法?；略谶M(jìn)行的過(guò)程中不僅坡體會(huì)產(chǎn)生上下的滑移挫動(dòng)，在水平方向也會(huì)有左右的角度變化(即滑坡滑動(dòng)方向的改變)。如圖I所述，本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置包括傾角傳感器I，角度傳感器2和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒3 ;所述角度傳感器2為圓柱形，其主軸21上安裝有偏心鉛擺22，所述角度傳感器2安裝在所述圓筒內(nèi)的上部，用于測(cè)量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器I為圓柱形，安裝在所述圓筒內(nèi)的底部，用于測(cè)量滑坡表面傾斜的角度變化。另外，所述適配加工件還包括錐狀實(shí)體鋼件4，所述錐狀實(shí)體鋼件4安裝在所述圓筒3的底部。傾角傳感器I采用單向測(cè)量，即只對(duì)X軸的旋轉(zhuǎn)傾斜進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量范圍為-30° +30°，使用精度為千分之一，傾角傳感器制作成圓柱形且在圓柱體上標(biāo)注傳感器的測(cè)量軸線，且由于其內(nèi)部設(shè)置有偏心鉛擺11，所以有重心旋轉(zhuǎn)功能，即傳感器測(cè)量的傾斜方向始終與被測(cè)滑體的滑動(dòng)方向一致。角度傳感器2為非接觸式傳感器，其測(cè)量范圍為-360° +360°，該傳感器可實(shí)現(xiàn)正反向旋轉(zhuǎn)，測(cè)量精度為千分之一，該傳感器作用是測(cè)量滑坡滑動(dòng)方向的改變，也將傳感器制作成圓柱形，圓柱頂部中心有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(主軸21)且連接鉛擺22，角度傳感器2外圓尺寸和傾角傳感器I的外圓尺寸相同。適配加工件主體為圓管3，圓筒包括上部分圓筒31、下部分圓筒32、上下部分連接件33和上密封蓋34，其中上下部分連接件33連接所述上部分圓筒31和下部分圓筒32，上密封蓋34安裝在上部分圓筒31之上。在上密封蓋34上設(shè)置有垂直水準(zhǔn)珠35，用于在安裝時(shí)檢查安裝得是否垂直。將圓柱狀的傾角傳感器I固定在圓管3底部，在傾角傳感器I固定完成后在圓管3底部加裝錐狀實(shí)體鋼件4。上部分圓筒31用來(lái)安裝角度傳感器2，角度傳感器2在安裝前，在角度傳感器主軸21上安裝鉛擺22，由于角度傳感器是非接觸式傳感器，所以傳感器主軸21旋轉(zhuǎn)受到的摩擦力幾乎為零，當(dāng)滑移方向改變的時(shí)候能夠通過(guò)鉛擺22重力的作用很精確的測(cè)量出滑移方向。安裝完成角度傳感器2后將上部分圓筒31和下部分圓筒32通過(guò)上下部分連接件33和上密封蓋34密封，角度傳感器2和傾角傳感器I的數(shù)據(jù)線5通過(guò)一根數(shù)據(jù)總線從圓管3的中部引出，引出數(shù)據(jù)線5后將數(shù)據(jù)線端口密封，保證整個(gè)測(cè)量裝置的封裝達(dá)到IP68。測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法包括如下步驟步驟1，將所述裝置放置于淺層土體40cm下(約40cm)，引出傾角傳感器和角度傳感器的數(shù)據(jù)線；其中，適配加工件圓管3管壁上標(biāo)有X軸(與傾角傳感器X軸相同)，將X軸指向預(yù)估計(jì)的滑坡主滑移方向；步驟2，保持所述裝置垂直的情況下，將數(shù)據(jù)總線引出，回填所述裝置底部的土體，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的初始值，做為以后校對(duì)的基本參數(shù)；步驟3，將設(shè)備完全掩埋，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的數(shù)據(jù)。滑坡發(fā)生滑移的時(shí)候，表層土體會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)傾斜，這時(shí)候傾角傳感器I就能夠捕捉到該數(shù)據(jù)，當(dāng)滑坡的主要滑移方向改變時(shí)，角度傳感器的鉛擺22在重力的作用下會(huì)發(fā)生變化，帶動(dòng)角度傳感器的主軸21產(chǎn)生選裝，從而根據(jù)初始數(shù)值計(jì)算出角度的偏移數(shù)據(jù)。傾角傳感器I的內(nèi)部設(shè)計(jì)有與主滑方向同軸線的內(nèi)部鉛擺11，當(dāng)角度傳感器的鉛擺22發(fā)生改變的同時(shí)傾角傳感器的內(nèi)部鉛擺11也發(fā)生同樣的變化，因此傾角傳感器I的測(cè)量值始終是主滑方向上的傾斜值。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置，其特征在于，包括傾角傳感器，角度傳感器和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒；所述角度傳感器為圓柱形，其主軸上安裝有偏心鉛擺，所述角度傳感器安裝在所述圓筒內(nèi)的上部，用于測(cè)量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器為圓柱形，安裝在所述圓筒內(nèi)的底部，用于測(cè)量滑坡表面傾斜的角度變化。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述適配加工件還包括錐狀實(shí)體鋼件，所述錐狀實(shí)體鋼件安裝在所述圓筒的底部。
3.如權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于， 所述傾角傳感器和角度傳感器的主體均密封在所述圓筒內(nèi)，僅引出數(shù)據(jù)線至所述圓筒外部。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于， 所述圓筒包括上部分圓筒、下部分圓筒、上下部分連接件和上密封蓋，其中上下部分連接件連接所述上部分圓筒和下部分圓筒，上密封蓋安裝在上部分圓筒之上。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述傾角傳感器對(duì)X軸的旋轉(zhuǎn)傾斜進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量范圍為-30° +30°，測(cè)量精度為千分之一度。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于， 所述圓筒的管壁上標(biāo)有X軸的方向。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述角度傳感器為非接觸式傳感器，其測(cè)量范圍為-360° +360°。
8.一種使用如權(quán)利要求I所述的裝置測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法，其特征在于，包括 步驟1，將所述裝置放置于淺層土體40cm下，引出傾角傳感器和角度傳感器的數(shù)據(jù)線；步驟2，保持所述裝置垂直的情況下，回填所述裝置底部的土體，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的初始值； 步驟3，將設(shè)備完全掩埋，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于， 在步驟I中，根據(jù)所述圓筒的管壁上標(biāo)有的X軸的方向，將X軸指向預(yù)估計(jì)的滑坡主滑移方向。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種測(cè)量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法和裝置，其中，所述裝置包括傾角傳感器，角度傳感器和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒；所述角度傳感器為圓柱形，其主軸上安裝有偏心鉛擺，所述角度傳感器安裝在所述圓筒內(nèi)的上部，用于測(cè)量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器為圓柱形，安裝在所述圓筒內(nèi)的底部，用于測(cè)量滑坡表面傾斜的角度變化。本發(fā)明通過(guò)角度傳感器測(cè)量滑坡主滑方向，通過(guò)滑坡表面傾斜的角度變化，能夠?qū)σ恍╊?lèi)型的滑坡(如牽引式滑坡、巖質(zhì)滑坡)，進(jìn)行有效監(jiān)控。另外，本發(fā)明的裝置造價(jià)相對(duì)低廉，也無(wú)需對(duì)斜坡進(jìn)行深鉆孔，操作方便，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01P13/02GK102980559SQ201210461608
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者侯岳峰, 李世海, 劉曉宇, 范永波, 孟達(dá), 呂祥鋒, 李吉慶 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所