CN108731621A - 在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，立杆从海崖崖顶沿着竖直方向伸入海蚀洞中；立杆位于海蚀洞中的部分套设有压缩弹簧和托盘；压缩弹簧的两端分别连接托盘的底部和海蚀洞侧壁底部；第一滑轮通过支架固定于海崖崖壁，第二滑轮通过支架固定于海蚀洞的洞口；第一滑轮、第二滑轮和托盘通过拉绳连接，其中第二滑轮和托盘之间的拉绳沿着水平方向布置；立杆暴露在海崖崖顶外的一端设置有线传感器，其通过拉绳与第一滑轮连接；线传感器远离第一滑轮的一侧设置有固定桩，固定桩的一端打入海崖崖顶中固定安装；线传感器通过拉绳和拉绳弹簧连接至固定桩，线传感器还通过数据线和电源线连接至读数仪。

Description

在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置和方法

技术领域

本发明涉及海岸带地质灾害领域，具体是指一种用于实时测量台风波浪作用下海蚀洞洞高的装置。

背景技术

海蚀洞是岩质海崖的软弱部位被波浪侵蚀后形成的洞穴，与陆地洞穴的形成机理不同，海蚀洞是波浪机械侵蚀导致的。正常海况下，波浪作用较小，海水通常触及不到海蚀洞洞顶位置，不能引起海蚀洞洞顶的扩张。但在台风和风暴潮天气下，海崖前方增水，波浪作用大大加强，对海蚀洞洞顶的侵蚀破坏作用明显增大，导致海蚀洞洞顶向上发育，海蚀洞洞高增大。其洞高的发育除了与波浪强度和作用时间有关外，还与洞周围岩土体性质有关，一般地，岩土体强度越高、岩体节理裂隙越不发育、无软弱夹层或软弱带时，洞高发育越缓慢；反之，越快速。明确海蚀洞洞高随波浪持续作用的发育状况，对于了解海岸地质灾害形成、海岸地貌变化过程以及岩土体由陆地向海洋运移过程等都具有重要意义。然而，台风天气下，现场直接深入到海蚀洞内测量洞高危险性极高，难以实际操作。迄今为止，尚未见到有关测量海蚀洞洞高的装置和设备，有鉴于此，本发明提出一种用于实时测量台风波浪作用下海蚀洞洞高的装置，具有结果可靠和简单实用的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，具有结果可靠和简单实用的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，包括：立杆、压缩弹簧、拉伸弹簧、托盘、拉绳、滑轮、支架、线传感器、固定桩、读数仪、数据线与电源线；

所述立杆从海崖崖顶沿着竖直方向伸入海蚀洞中，并与海蚀洞的内侧壁底部顶抵；立杆暴露在海崖崖顶外的一端、以及与海蚀洞的内侧壁底部顶抵的另一端分别通过砂浆固定；

所述立杆位于海蚀洞中的部分套设有所述压缩弹簧和托盘；所述压缩弹簧的两端分别连接托盘的底部和海蚀洞侧壁底部；

所述滑轮包括第一滑轮和第二滑轮，其中第一滑轮通过支架固定于海崖崖壁，第二滑轮通过支架固定于海蚀洞的洞口；所述第一滑轮、第二滑轮和托盘通过拉绳连接，其中第二滑轮和托盘之间的拉绳沿着水平方向布置；

所述立杆暴露在海崖崖顶外的一端设置有所述线传感器，其通过拉绳与第一滑轮连接；所述线传感器远离第一滑轮的一侧设置有固定桩，固定桩的一端打入海崖崖顶中固定安装；所述线传感器通过拉绳和拉绳弹簧连接至所述固定桩，所述线传感器还通过数据线和电源线连接至所述读数仪。

在一较佳实施例中：所述压缩弹簧弹性系数大于拉伸弹簧的弹性系数。

在一较佳实施例中：所述拉绳由高强纤维丝制成。

本发明还提供了一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量方法，包括如下步骤：

1)天气良好时，在目标海蚀洞正上方定点，点位与海崖边距离小于海蚀洞洞深，采用钻机钻孔，孔径稍大于立杆的直径，一直钻通到海蚀洞；

2)将立杆从崖顶穿到海蚀洞内，使其与海蚀洞的侧壁底部顶抵；同时在立杆位于海蚀洞内部分中套入托盘与压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别连接托盘的底部和海蚀洞侧壁底部；立杆暴露在海崖崖顶外的一端、以及与海蚀洞的内侧壁底部顶抵的另一端分别通过砂浆固定；

3)先在海崖崖壁岩石上钻孔，打入钢筋作为支架；支架为两个，一个位于海崖崖壁的上端，一个位于海蚀洞的洞口；将第一、第二滑轮固定在支架上，并且使得第二滑轮与托盘连接的拉绳处于水平状态；

4)在立杆暴露在海崖崖顶外的一端设置线传感器；

5)在线传感器远离第一滑轮的一侧安放固定桩，将拉伸弹簧固定在固定桩上；

6)第六步安装拉绳，所述拉绳先连接托盘，再通过两个滑轮，连接至线传感器，最后连接至连接拉伸弹簧；

7)将线传感器数据线和电源线接进读数仪；

8)当台风来临时，海蚀洞被海浪侵蚀，洞顶岩土体脱落，压缩弹簧将托盘向上顶，托盘拉动拉绳形成斜线，拉伸弹簧被拉长，可由线传感器测出其拉伸长度，设该长度为Δ，托盘到拉绳与下滑轮接触点的水平距离为a，则斜线长度为a+Δ,海蚀洞发育高度b为：

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：本发明提供了一种台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置和方法，具有结果可靠和简单实用的优点。

附图说明

图1为本发明优选实施例中测量装置的结构示意图。

读数仪 1 固定桩 2

拉伸弹簧 3 线传感器 4

滑轮 5 拉绳 6

支架 7 立杆 8

压缩弹簧 9 托盘 10

数据线与电源线 11。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

参考图1，一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，包括：立杆8、压缩弹簧9、拉伸弹簧3、托盘10、拉绳6、滑轮5、支架7、线传感器4、固定桩2、读数仪1、数据线与电源线11；

所述立杆8从海崖崖顶沿着竖直方向伸入海蚀洞中，并与海蚀洞的内侧壁底部顶抵；立杆8暴露在海崖崖顶外的一端、以及与海蚀洞的内侧壁底部顶抵的另一端分别通过砂浆固定；

所述立杆8位于海蚀洞中的部分套设有所述压缩弹簧9和托盘10；所述压缩弹簧9的两端分别连接托盘10的底部和海蚀洞侧壁底部；

所述滑轮5包括第一滑轮5和第二滑轮5，其中第一滑轮5通过支架7固定于海崖崖壁，第二滑轮5通过支架7固定于海蚀洞的洞口；所述第一滑轮5、第二滑轮5和托盘10通过拉绳6连接，其中第二滑轮5和托盘10之间的拉绳6沿着水平方向布置；

所述立杆8暴露在海崖崖顶外的一端设置有所述线传感器4，其通过拉绳6与第一滑轮5连接；所述线传感器4远离第一滑轮5的一侧设置有固定桩2，固定桩2的一端打入海崖崖顶中固定安装；所述线传感器4通过拉绳6和拉绳6弹簧连接至所述固定桩2，所述线传感器4还通过数据线和电源线11连接至所述读数仪1。

所述压缩弹簧9弹性系数大于拉伸弹簧3的弹性系数。所述拉绳6由高强纤维丝制成。

本实施例还提供了一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量方法，包括如下步骤：

1)天气良好时，在目标海蚀洞正上方定点，点位与海崖边距离小于海蚀洞洞深，采用钻机钻孔，孔径稍大于立杆8的直径，一直钻通到海蚀洞；

2)将立杆8从崖顶穿到海蚀洞内，使其与海蚀洞的侧壁底部顶抵；同时在立杆8位于海蚀洞内部分中套入托盘10与压缩弹簧9，压缩弹簧9的两端分别连接托盘10的底部和海蚀洞侧壁底部；立杆8暴露在海崖崖顶外的一端、以及与海蚀洞的内侧壁底部顶抵的另一端分别通过砂浆固定；

3)先在海崖崖壁岩石上钻孔，打入钢筋作为支架7；支架7为两个，一个位于海崖崖壁的上端，一个位于海蚀洞的洞口；将第一、第二滑轮5固定在支架7上，并且使得第二滑轮5与托盘10连接的拉绳6处于水平状态；

4)在立杆8暴露在海崖崖顶外的一端设置线传感器4；

5)在线传感器4远离第一滑轮5的一侧安放固定桩2，将拉伸弹簧3固定在固定桩2上；

6)第六步安装拉绳6，所述拉绳6先连接托盘10，再通过两个滑轮5，连接至线传感器4，最后连接至连接拉伸弹簧3；

7)将线传感器4数据线和电源线接进读数仪1；

8)当台风来临时，海蚀洞被海浪侵蚀，洞顶岩土体脱落，压缩弹簧9将托盘10向上顶，托盘10拉动拉绳6形成斜线，拉伸弹簧3被拉长，可由线传感器4测出其拉伸长度，设该长度为Δ，托盘10到拉绳6与下滑轮5接触点的水平距离为a，则斜线长度为a+Δ,海蚀洞发育高度b为：

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，其特征在于包括：立杆、压缩弹簧、拉伸弹簧、托盘、拉绳、滑轮、支架、线传感器、固定桩、读数仪、数据线与电源线；

所述立杆从海崖崖顶沿着竖直方向伸入海蚀洞中，并与海蚀洞的内侧壁底部顶抵；立杆暴露在海崖崖顶外的一端、以及与海蚀洞的内侧壁底部顶抵的另一端分别通过砂浆固定；

所述立杆位于海蚀洞中的部分套设有所述压缩弹簧和托盘；所述压缩弹簧的两端分别连接托盘的底部和海蚀洞侧壁底部；

所述滑轮包括第一滑轮和第二滑轮，其中第一滑轮通过支架固定于海崖崖壁，第二滑轮通过支架固定于海蚀洞的洞口；所述第一滑轮、第二滑轮和托盘通过拉绳连接，其中第二滑轮和托盘之间的拉绳沿着水平方向布置；

所述立杆暴露在海崖崖顶外的一端设置有所述线传感器，其通过拉绳与第一滑轮连接；所述线传感器远离第一滑轮的一侧设置有固定桩，固定桩的一端打入海崖崖顶中固定安装；所述线传感器通过拉绳和拉绳弹簧连接至所述固定桩，所述线传感器还通过数据线和电源线连接至所述读数仪。

2.根据权利要求1所述的一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，其特征在于：所述压缩弹簧弹性系数大于拉伸弹簧的弹性系数。

3.根据权利要求1所述的一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量装置，其特征在于：所述拉绳由高强纤维丝制成。

4.一种在台风波浪作用下海蚀洞洞高发育实时测量方法，其特征在于包括如下步骤：

1)天气良好时，在目标海蚀洞正上方定点，点位与海崖边距离小于海蚀洞洞深，采用钻机钻孔，孔径稍大于立杆的直径，一直钻通到海蚀洞；

2)将立杆从崖顶穿到海蚀洞内，使其与海蚀洞的侧壁底部顶抵；同时在立杆位于海蚀洞内部分中套入托盘与压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别连接托盘的底部和海蚀洞侧壁底部；立杆暴露在海崖崖顶外的一端、以及与海蚀洞的内侧壁底部顶抵的另一端分别通过砂浆固定；

3)先在海崖崖壁岩石上钻孔，打入钢筋作为支架；支架为两个，一个位于海崖崖壁的上端，一个位于海蚀洞的洞口；将第一、第二滑轮固定在支架上，并且使得第二滑轮与托盘连接的拉绳处于水平状态；

4)在立杆暴露在海崖崖顶外的一端设置线传感器；

5)在线传感器远离第一滑轮的一侧安放固定桩，将拉伸弹簧固定在固定桩上；

6)第六步安装拉绳，所述拉绳先连接托盘，再通过两个滑轮，连接至线传感器，最后连接至连接拉伸弹簧；

7)将线传感器数据线和电源线接进读数仪；

8)当台风来临时，海蚀洞被海浪侵蚀，洞顶岩土体脱落，压缩弹簧将托盘向上顶，托盘拉动拉绳形成斜线，拉伸弹簧被拉长，可由线传感器测出其拉伸长度，设该长度为Δ，托盘到拉绳与下滑轮接触点的水平距离为a，则斜线长度为a+Δ,海蚀洞发育高度b为：