CN103791805A - 滑坡深部位移监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滑坡深部位移监测系统，包括拉线、设于地上的位移测量装置及设于地下的测管，拉线的一端与位移测量装置连接、另一端固定在测管内，测管与水平面倾斜设置并且穿过滑坡的滑动面使得测管的底部固定在滑床部位，测管为能够随滑体滑动而变形的柔性管；本发明的测管为与水平面倾斜的柔性管并且测管底部深入至滑床，使测管内的拉线即使在滑动位移不大的情况下也能对位移变化做出反应，产生足以检测的位移，保证位移监测的精确度；本发明结构简单、使用方便，并且无需埋设钻孔倾角传感器等测微装置，仅在地表安设位移测量装置即可实现滑坡微位移的监测，仪器环境好，不易损坏且便于维护，极大地降低了运行成本，具有很高的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑坡监测系统，特别涉及一种滑坡深部位移监测系统。
背景技术
滑坡是指斜坡上的土岩体由于多种因素的影响，在重力的作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体或部分地顺坡向下滑动的现象。滑坡灾害是具有危害较大的地质灾害之一。因为地质条件的差异，滑坡的种类、现象很多，变形破坏模式复杂，这也对滑坡的监测制造了较高的难度。滑坡的监测指标包括地质宏观形迹监测指标、地面位移监测指标、深部位移监测指标、诱发因素监测指标、地下水动态监测指标和地球物理场监测指标。其中深部位移监测一直是滑坡防治的基础和依据，其不仅可提供准确可靠的滑体位移、滑动面及滑床位置等重要信息，而且有助于长期连续地掌握滑坡状态，实现滑坡稳定性评价与预测预警目的。
对滑坡深部位移进行监测，目前主要使用钻孔测斜仪监测，也有使用垂直钻孔的滑面错剪型拉线式位移计监测。钻孔测斜仪监测在其测管的滑动带附近埋设钻孔倾角传感器，通过倾角传感器测量倾角的改变，计算出测设位置的相对位移，传感器敏感度高；但可能由于初期勘查对滑坡地质特征认识不足，而埋设位置未能捕捉到滑动面，造成监测失败；同时当深部位移较大时，倾角传感器无法反映过大的角度变化，因此无法继续施测，而且钻孔及倾角传感器俱损，造成较大的成本浪费。垂直钻孔的滑面挫剪型拉线式位移计监测的测管内固定拉线的一端，拉线的另一端则延伸至地表并连接位移测量装置（如编码传感器），通过滑坡沿滑动面滑动，测管在滑面位置被挫断，拖曳拉线产生位移；它具有传感器布设于地表，不易损坏且易于维护，能适应大变形，成本低的优点。而实际上滑坡启动多数需经历蠕动变形直至滑动的过程，滑面也并非该模型认为的零厚度的面，而往往是具有一定厚度的滑动带；基于对滑坡变形滑动模式认识的偏差，现有的测管均设于测量装置下方且垂直于水平面设置，因此使得在滑动位移不大的情况下拉线仅产生一定的偏转，拉线并未拉伸，不能形成足以检测的位移，只有发生较大位移时才能检测到，敏感度低，这也限制了拉线式位移计在滑坡监测中的应用。
因此，基于对滑坡变形模式的深入认识，有必要对现有的滑坡深部位移监测系统进行改进，其位移测量装置能够及时对滑移做出反应，使得其不仅能够对大位移进行监测，也能够对微位移进行监测，提高深部位移监测敏感性与测量量程，同时也降低使用成本，提高设备监测运行的保证率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滑坡深部位移监测系统，其位移测量装置能够及时对滑移做出反应，使得其不仅能够对大位移进行监测，也能够对微位移进行监测，提高深部位移监测敏感性与测量量程，同时也降低使用成本，提高设备监测运行的保证率。
本发明的滑坡深部位移监测系统，包括拉线、设于地上的位移测量装置及设于地下的测管，所述拉线的一端与所述位移测量装置连接、另一端固定在所述测管内，所述测管与水平面倾斜设置并且穿过滑坡的滑动面使得所述测管的底部固定在滑床部位，所述测管为能够随滑体滑动而变形的柔性管。
进一步，所述测管与水平面之间的倾斜角度为3°-35°。
进一步，至少设置两根所述拉线，并且每根所述拉线固定在所述测管内不同深度的位置，其中最深的所述拉线固定在所述滑床部位。
进一步，所述位移测量装置包括滑轮、重物、拉绳位移传感器和数据采集器，位于地上的所述拉线绕过所述滑轮与所述重物相连，所述拉线位移的变化使得所述拉绳位移传感器的电压值改变并将电压信号发送至所述数据采集器。
进一步，所述位移测量装置还包括与所述数据采集器连接的用于将数据发送到远程监测点的数据发射器。
进一步，还包括用于围护所述位移测量装置的护罩，所述护罩与所述测管位于地上的开口端连接。
进一步，所述拉线为铟钢丝、铜丝或者尼龙丝。
本发明的有益效果：本发明的滑坡深部位移监测系统，测管为与水平面倾斜的柔性管并且测管底部深入至滑床，测管外壁与滑坡岩土体紧密接触，测管与滑坡方向具有角度较小的夹角，从而使测管内的拉线即使在滑动位移不大的情况下也能对位移变化做出反应，产生足以检测的位移，保证位移监测的精确度；本发明结构简单、使用方便，并且无需埋设钻孔倾角传感器等测微装置，仅在地表安设位移测量装置即可实现滑坡微位移的监测，仪器环境好，不易损坏且便于维护，极大地降低了运行成本，提高测量精度、量程以及设备监测运行的保证率，具有很高的推广应用价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的滑坡深部位移监测系统，包括拉线2、设于地上的位移测量装置及设于地下的测管1，所述拉线2的一端与所述位移测量装置连接、另一端固定在所述测管1内，所述测管1与水平面倾斜设置并且穿过滑坡的滑动面3使得所述测管的底部固定在滑床4部位所述测管1为受到侧向推力即可变形的柔性管；以滑坡为基准，地上即滑坡的外表面，地下即滑坡内部，滑坡内部包括作为滑动部分的滑体8、作为岩土体下滑分界面的滑动面3及滑体8滑动时所依附的下伏不动的滑床4，根据现有技术可以确定滑床4的位置；测管1最底端深入到滑床4部位，其中穿过一个或多个潜在的滑动面3；测管1具有柔性，在受到较小滑移的情况下易于变形，受到较大滑移的情况下能够拉伸或挫断，可使用PVC、PE材料制成；测管1采用直管，便于埋设在滑坡内，同时便于拉线2的布置；当滑动面3出现位移或者滑体8部分变形以至滑动时，测管1即发生倾斜变形或拉断，固定在测管1内的拉线2也发生位移，进而带动拉线2整体出现拉伸运动，运动信息被位移测量装置记录，从而测出倾斜位移情况；位移测量装置为与拉线2配合的测量装置，可以是现有的拉线位移变送器或者其它能够实现测量目的装置，在此不再赘述；测管1为与水平面倾斜的柔性管，使测管1内的拉线2即使在滑动位移不大的情况下也能对位移变化做出反应，产生足以足以检测的位移，保证位移监测的精确度。
本实施例中，所述测管1与水平面之间的倾斜角度α为3°-35°；如图1所示，从位移测量装置的固定处进行钻孔，使测管1向滑坡的后方（即逆主滑方向）倾斜伸入，最后测管1的底部位于滑床4位置；倾斜角度α应考虑滑坡的具体坡度、滑体厚度及钻孔施工的便捷性，将其设定为3°-35°（本实施例为10°）能够适应大部分滑坡，适用性强。
本实施例中，至少设置两根所述拉线2，并且每根所述拉线2固定在所述测管1内不同深度的位置，其中最深的所述拉线2固定在所述滑床4部位；如图1所以，本实施例共设置三根拉线2，最深的拉线2固定在测管1底端；沿测管1的长度方向等间距设置三个对应的锚头5，拉线2与锚头5连接实现其在测管1内的固定；固定点不会因滑坡变形而变动；每根拉线3的一端分别与一个独立的位移测量装置连接，以实现多点检测；在具有多个滑动面3的情况下，对两根拉线2的相对位移进行监测，还可以由此判断出某一滑动面3的位置，由此增强本滑坡深部位移监测系统的检测性能。
本实施例中，所述位移测量装置包括滑轮61、重物62、拉绳位移传感器63和数据采集器（图中未示出），位于地上的所述拉线2绕过所述滑轮61与所述重物62相连，所述拉线2位移的变化使得所述滑轮61旋转相应的角度从而使所述拉绳位移传感器63的电压值改变并将电压信号发送至所述数据采集器；滑轮61为定滑轮，重物62可使用重锤构成预荷载，保证滑轮61两端的拉线2处于受力平衡状态；为保持拉线2在测管1内的直线状态，拉线2在与滑轮61连接前还经过另一定滑轮的方向转换；拉绳位移传感器63量程较大且具有较高的精度；拉线2发生移动时，体现在拉绳位移传感器63上为电压值发生改变，GPRS/GSM/3G数据采集器将电信号进行A/D转换，转换成数字信号后输出，使监测人员能够了解到滑坡深部位移的变化；该结构简单、适应性强、易于布设，测量不受环境影响，观测精度高。
本实施例中，所述位移测量装置还包括与所述数据采集器连接的用于将数据发送到远程监测点的数据发射器（图中未示出）；GPRS/GSM/3G数据发射器利用现有的移动通信网络，将信号传输到数据处理中心的接收器，实现在野外无人值守的环境下实时采集监测数据，提高工作效率。
本实施例中，还包括用于围护所述位移测量装置的护罩7，所述护罩7与所述测管1位于地上的开口端连接；护罩7对位移测量装置形成防护作用，减轻自然因素对位移测量装置的磨损，延长其使用寿命；护罩7可以是各种形状的壳体，在此不做限制；护罩7与测管1对接，使整个监测系统构成一整体，便于安装。
本实施例中，所述拉线2为铟钢丝；铟钢丝的表面光滑、粗细均匀、抗拉强度大，而且来源广泛、成本低廉，能够保证在滑坡深部监测的灵敏性、实用性和有效性；拉线2的直径优选为0.6mm-1.2mm，根据具体需要进行确定，拉线2越细，则可在测管1内布置的拉线2越多，能够更准确地确定滑动面的位置和位移量；当然，拉线2还可以使用铜丝或者尼龙丝代替。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种滑坡深部位移监测系统，其特征在于：包括拉线、设于地上的位移测量装置及设于地下的测管，所述拉线的一端与所述位移测量装置连接、另一端固定在所述测管内，所述测管与水平面倾斜设置并且穿过滑坡的滑动面使得所述测管的底部固定在滑床部位，所述测管为能够随滑体滑动而变形的柔性管。
2.根据权利要求1所述的滑坡深部位移监测系统，其特征在于：所述测管与水平面之间的倾斜角度为3°-35°。
3.根据权利要求2所述的滑坡深部位移监测系统，其特征在于：至少设置两根所述拉线，并且每根所述拉线固定在所述测管内不同深度的位置，其中最深的所述拉线固定在所述滑床部位。
4.根据权利要求3所述的滑坡深部位移监测系统，其特征在于：所述位移测量装置包括滑轮、重物、拉绳位移传感器和数据采集器，位于地上的所述拉线绕过所述滑轮与所述重物相连，所述拉线位移的变化使得所述拉绳位移传感器的电压值改变并将电压信号发送至所述数据采集器。
5.根据权利要求4所述的滑坡深部位移监测系统，其特征在于：所述位移测量装置还包括与所述数据采集器连接的用于将数据发送到远程监测点的数据发射器。
6.根据权利要求5所述的滑坡深部位移监测系统，其特征在于：还包括用于围护所述位移测量装置的护罩，所述护罩与所述测管位于地上的开口端连接。
7.根据权利要求6所述的滑坡深部位移监测系统，其特征在于：所述拉线为铟钢丝、铜丝或者尼龙丝。
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