CN106441075B - 一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置及施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置及施工工艺,该装置主要包括参数频率增加发电机、电容器、带有保护套的第一钢丝、带有保护套的第二钢丝、压电式传感器、刻度调节盘、磁体、磁传感器、无线发射模块、微型沉降板、地插杆、预警装置及无线充电设备；本发明实现了对边坡深部和表层同步远程监控的功能，高效、准确的对边坡进行昼夜自动监控。

Description

一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置及施工工艺
技术领域
本发明涉及土木工程中道路工程领域，尤其涉及一种高路堤边坡深部及表层变形监测及预警装置。
背景技术
在高速公路道路建设过程中，山区地带边坡失稳现象时有发生，对道路安全行车造成严重的威胁，边坡失稳已成为山区道路安全主要隐患之一。高路堤边坡的失稳是在一段时间内形成的，同时边坡深部位移动和坡体表面滑动产生的危害程度也不尽相同。传统的边坡监测技术主要有：设站观测法、大地精密测量法以及宏观地质监测法等。设站观测法需要不间断的测量，且测量过程繁琐，人为因素影响较大；大地精密测量法需要采用大量高精度光学和光电测量仪器，同时需要大量的人力且不能及时地监测坡体滑动趋势；宏观地质监测法，这种主要是对边坡滑动发育过程中各种迹象进行边坡的监测、记录，掌握滑坡的动态变化及发展趋势，但是对于坡体深部位移变形无法监测到。
发明内容
针对以上问题，本发明公开了一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置，该装置主要包括参数频率增加发电机、电容器、带有保护套的第一钢丝、带有保护套的第二钢丝、压电式传感器、刻度调节盘、磁体、磁传感器、无线发射模块、微型沉降板、地插杆、预警装置及无线充电设备；其中，所述带有保护套的第二钢丝一端与微型沉降板固定相连，另一端通过导向滑轮与磁传感器相连，微型沉降板与路面保持平行埋放，所述磁体相对固定在平台设施上，地插杆埋入边坡一定深度使得平台设施处于相对稳定状态，所述无线发射模块通过导线分别与压电式传感器、磁传感器相连，所述带有保护套的第一钢丝一端与参数频率增加发电机相连，另一端透过平台设施与压电式传感器相连，并将压电式传感器相对固定在平台设施的侧壁上；
所述参数频率增加发电机稳固在边坡上方，预警装置固定在参数频率增加发电机上，电容器和无线充电设备固定在参数频率增加发电机旁边，预警装置、电容器、无线充电设备均与参数频率增加发电机用导线连接；
导向滑轮固定在平台设施上，所述带有保护套的第一钢丝的与压电式传感器相连的一端和带有保护套的第二钢丝的与磁传感器相连的一端均可用刻度调节盘进行调试；
当监测装置工作时，无线发射模块所需的电能由电容器通过无线充电设备传送。
所述的一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置及施工工艺，所述平台设施为具有耐腐蚀性、防水、防潮、防磁场干扰、封闭的箱体，仅箱体下侧和侧面有圆孔，分别供带有保护套的第二钢丝和带有保护套的第一钢丝进出。
所述的一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置及施工工艺，无线发射模块中的脉码调制芯片根据压电传感器和磁传感器产生电信号的强弱将电信号转化为数字信号，并由无线发射模块进行传输。
本发明有益效果：采用以上装置不仅能够监测到高路堤边坡深部位移，同时也能对边坡表面进行监测，并且参数频率增加发电机利用道路上的震动和风能为预警装置提供电能，实现了全自动边坡监测及预警，本发明也利用边坡滑动力的作用使得装置产生电信号，此时脉码调制芯片将电信号转换为数字信号，由无线发射模块传出，且传送信号系统相互独立，与传统监测相比，省去大量的人力和财力，且装置可拆卸重复利用，人为影响因素大大降低，能够高校、准确的进行高路堤边坡的监控。
附图说明
图1为本发明具体实施过程的结构示意图。
图2为本发明平台实施装置结构的剖面图。
图3为本发明边坡上部装置侧面示意图。
图4为本发明边坡部分结构示意图。
图中：1.参数频率增加发电机、2.电容器、3.带有保护套的第一钢丝、4.压电式传感器、5.刻度调节盘、6.磁体、7.磁传感器、8.导向滑轮、9.无线发射模块、10.平台设施、11.带有保护套的第二钢丝、12.微型沉降板、13.地插杆、15.预警装置、16.无线充电设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明组合结构方式和实施步骤做进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置，该装置主要包括参数频率增加发电机1、电容器2、带有保护套的第一钢丝3、带有保护套的第二钢丝11、压电式传感器4、刻度调节盘5、磁体6、磁传感器7、无线发射模块9、微型沉降板12、地插杆13、预警装置15及无线充电设备16；其中，带有保护套的第二钢丝11一端与微型沉降板12固定相连，另一端通过导向滑轮8与磁传感器7相连，微型沉降板12与路面保持平行埋放，磁体6相对固定在平台设施10上，地插杆13埋入边坡一定深度使得平台设施10处于相对稳定状态，无线发射模块9通过导线分别与压电式传感器4、磁传感器7相连，带有保护套的第一钢丝3一端与参数频率增加发电机1相连，另一端透过平台设施10与压电式传感器4相连，并将压电式传感器4相对固定在平台设施10装置的短侧壁板上；
参数频率增加发电机1稳固在边坡上方，预警装置15固定在参数频率增加发电机1上，电容器2和无线充电设备16固定在参数频率增加发电机1旁边，预警装置15、电容器2、无线充电设备16均与参数频率增加发电机1用导线连接；
导向滑轮8固定在平台设施10上，带有保护套的第一钢丝3的与压电式传感器4相连的一端和带有保护套的第二钢丝11的与磁传感器7相连的一端均可用刻度调节盘5进行调试；
当监测装置工作时，无线发射模块9所需的电能由电容器2通过无线充电设备16传送。
平台设施10为具有耐腐蚀性、防水、防潮、防磁场干扰、封闭的箱体，仅箱体下侧和侧面有圆孔，分别供带有保护套的第二钢丝11和带有保护套的第一钢丝3进出。
1、确定边坡的监控范围，清理边坡范围内存在的浮土或浮石以及将来可能对边坡装置造成损害的孤石。
2、确定平台设施10和坡体内部变形监测安放位置后，在边坡修筑时埋放微型沉降板12或则在与现有边坡垂直方向开挖一定深度放置微型沉降板12，通过带有保护套的第二钢丝11将微型沉降板12与平台设施10中的磁传感器7相连。
3、沿着边坡走向安装参数频率增加发电机1、预警装置15、电容器2及无线充电设备16，用带有保护套的第一钢丝3将参数频率增加发电机1和压电式传感器4相连，使得平台设施10与带有保护套的第二钢丝11连接方向与边坡走向相互垂直。
4、装置安装后，在平台设施10内使用刻度调节盘5分别对带有保护套的第一钢丝3和带有保护套的第二钢丝11进行刻度调制。
5、微型沉降板12的沉降或则平台设施10的滑动，都将产生电信号，无线发射模块9中的脉码调制芯片根据压电传感器和磁传感器产生电信号的强弱将电信号转化为数字信号，并由无线发射模块9进行传输。

Claims (2)

1.一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置，其特征在于，该装置主要包括参数频率增加发电机(1)、电容器(2)、带有保护套的第一钢丝(3)、带有保护套的第二钢丝(11)、压电式传感器(4)、刻度调节盘(5)、磁体(6)、磁传感器(7)、无线发射模块(9)、微型沉降板(12)、地插杆(13)、预警装置(15)及无线充电设备(16)；其中，所述带有保护套的第二钢丝(11)一端与微型沉降板(12)固定相连，另一端通过导向滑轮(8)与磁传感器(7)相连，微型沉降板(12)与路面保持平行埋放，所述磁体(6)相对固定在平台设施(10)上，地插杆(13)埋入边坡一定深度使得平台设施(10)处于相对稳定状态，所述无线发射模块(9)通过导线分别与压电式传感器(4)、磁传感器(7)相连，所述带有保护套的第一钢丝(3)一端与参数频率增加发电机(1)相连，另一端透过平台设施(10)与压电式传感器(4)相连，并将压电式传感器(4)相对固定在平台设施(10)侧壁上；
所述参数频率增加发电机(1)稳固在边坡上方，预警装置(15)固定在参数频率增加发电机(1)上，电容器(2)和无线充电设备(16)固定在参数频率增加发电机(1)旁边，预警装置(15)、电容器(2)、无线充电设备(16)均与参数频率增加发电机(1)用导线连接；
导向滑轮(8)固定在平台设施(10)上，所述带有保护套的第一钢丝(3)的与压电式传感器(4)相连的一端和带有保护套的第二钢丝(11)的与磁传感器(7)相连的一端均可用刻度调节盘(5)进行调试；
当监测装置工作时，无线发射模块(9)所需的电能由电容器(2)通过无线充电设备(16)传送。
2.根据权利要求1所述的一种高路堤边坡深部及表层变形自动监测装置，其特征在于，所述平台设施(10)为具有耐腐蚀性、防水、防潮、防磁场干扰、封闭的箱体，仅箱体下侧和侧面有圆孔，分别供带有保护套的第二钢丝(11)和带有保护套的第一钢丝(3)进出。
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