CN109579657A - 一种边坡位移监测装置及监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种边坡位移监测装置及监测方法，该监测装置包括多个测量单元和固定支座，每个测量单元包括单向百分表、插条和平板，插条的一端垂直固定连接在平板的一侧，插条的另一端用于插接待监测的边坡的土体，单向百分表的测头垂直顶靠在平板的另一侧，单向百分表的表体可拆卸地固定在固定支座上，固定支座架设在边坡的外侧，边坡的坡顶垂直插设有若干测量单元，边坡的坡面水平插设有若干测量单元。本发明边坡位移监测装置结构简单，成本低，可同时实现对边坡坡顶和坡面位移的检测，且检测精度高，能够为边坡位移的监测提供可靠的依据。本发明边坡位移监测方法步骤简单，操作方便，能够实现对边坡坡顶和坡面位移的快速、准确监测。

Description

一种边坡位移监测装置及监测方法
技术领域
本发明涉及一种地基处理技术，具体是一种边坡位移监测装置及监测方法。
背景技术
在房屋建筑工程、道路工程、采矿工程、水利工程等建设中经常面临边坡问题。边坡在自重作用力、外荷载、降雨等情况下会发生变形，甚至失稳。为能够及时发现坡体工程的安全隐患，对边坡位移进行监测是较为有效的方法，当边坡发生严重变形时能够采取相应的应急处理和加固措施，而如何监测边坡的变形是边坡工程中的一个重要问题。
边坡位移监测的方法主要有人工监测、仪表监测和远程自动化监测。人工监测工作量大，且有较大的人为测量误差；仪表监测可以较为精准的测量边坡的位移，但大多需要专门的监测设备，操作具有一定的难度；随着科技的快速发展，远程自动化监测系统也开始出现，该系统能实现连续观测、自动采集、存储、打印和显示观测数据，但目前此类监测设备造价高昂，实际应用并不广泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、可同时实现对边坡坡顶和坡面位移的高精度检测的边坡位移监测装置及可操作性强的监测方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种边坡位移监测装置，包括多个测量单元和固定支座，每个所述的测量单元包括单向百分表、插条和平板，所述的插条的一端垂直固定连接在所述的平板的一侧，所述的插条的另一端用于插接待监测的边坡的土体，所述的单向百分表的测头垂直顶靠在所述的平板的另一侧，所述的单向百分表的表体可拆卸地固定在所述的固定支座上，所述的固定支座架设在所述的边坡的外侧，所述的边坡的坡顶垂直插设有若干所述的测量单元，所述的边坡的坡面水平插设有若干所述的测量单元。
边坡坡顶位移主要是沉降造成的纵向位移，坡面位移则较为复杂，包括纵向、横向和侧向都会发生变形。本发明边坡位移监测装置，结构简单，成本低，可同时实现对边坡坡顶和坡面位移的检测，且检测精度高。视单向百分表检测精度的不同，本发明对边坡位移的检测精度可达0.01mm以上。
平板取材于质地坚硬且表面平整的板材。插条与平板固定连接，插条的另一端可设计为尖锥形式以便插入土体，但其对边坡不具有加筋作用。在监测过程中，当边坡坡体变形发生位移变化时，插条能随边坡坡体变形发生位移变化，因此插设在坡顶的测量单元上的单向百分表的读数会发生变化，同时插设在坡面的测量单元上的单向百分表的读数和测头在平板上的位置也会发生变化，从而能够为边坡位移的确定及监测提供依据。
作为优选，所述的固定支座上固定有多根间隔设置的刚性杆，每根所述的刚性杆上可拆卸地固定有一个所述的单向百分表。刚性杆的设置，方便单向百分表的安装。
进一步地，每根所述的刚性杆上固定有一个磁性表座，每个所述的磁性表座上可拆卸地固定有一个所述的单向百分表。将单向百分表固定在磁性表座上，便于安装过程中对单向百分表的位置进行快速调节。
作为优选， 插设在坡面的若干测量单元的每块所述的平板的顶靠有所述的测头的一侧表面设置有横向刻度线和纵向刻度线，横向和纵向两个方向刻度线上的最小刻度均为0.1mm，位于每块所述的平板表面正中心的横向刻度线和纵向刻度线相交处标记有零刻度。设置横向刻度线和纵向刻度线及零刻度后，可以更为方便、准确地监测边坡位移。刻度值可标在平板的四周边缘，并可以不同颜色区分刻度线，例如，对经过零刻度的2条刻度线分别以红色和绿色标示，其余刻度线以黑色标示。
作为优选，每个所述的测头的前端为书写尖端，各个所述的书写尖端用于在对应的平板上书写记录边坡位移监测过程中各个测头的移动轨迹。通过书写尖端记录测头的移动轨迹，方便人们直观了解边坡坡体的变形过程。该书写尖端采用现有技术。
通过磁性表座固定百分表，磁性表座的一端固定在支座上。百分表的测头顶在板上，当坡面发生变形时，百分表的读数和百分表测头在板上的位置会发生变化，测头顶端有滚珠和墨水，能够在板上清晰留下测头走过的痕迹。
一种利用上述边坡位移监测装置实施的边坡位移监测方法，包括以下步骤：
（1）在边坡的坡顶垂直插设若干带平板的插条，使该若干插条分别沿竖直方向插入坡顶的土体内；在边坡的坡面水平插设另外的若干带平板的插条，使该若干插条分别沿水平方向插入坡面的土体内；
（2）在待监测的边坡的外侧架设固定支座，在固定支座上分别固定多个单向百分表，每个单向千分表对应一块平板，并使每个单向千分表的测头垂直顶靠在对应的平板上，分别记录插设在坡顶的若干测量单元的每个所述的单向千分表的初始读数D01，分别记录插设在坡面的若干测量单元的每个所述的单向百分表的测头的初始位置坐标（X0，Y0）和初始读数D02，即开始监测边坡位移；
（3）需要确定边坡位移时，分别记录此时插设在坡顶的若干测量单元的每个所述的单向千分表的读数Dn1，分别记录插设在坡面的若干测量单元的每个所述的单向百分表的测头的读数Dn2和实时位置坐标（Xn，Yn）；此时插设在坡顶的若干测量单元各自测得的坡顶的纵向位移L1= Dn1-D01，取各个L1的平均值，即可确定坡顶位移；此时插设在坡面的若干测量单元各自测得的坡面的纵向位移L2=Yn-Y0，坡面的横向位移T=Dn-D0，坡面的侧向位移S=Xn-X0，分别取L2、T、S的平均值，即可确定坡面位移。
作为优选，所述的固定支座上固定有多根间隔设置的刚性杆，每个所述的单向百分表可拆卸地固定在一根所述的刚性杆上。
进一步地，每根所述的刚性杆上固定有一个磁性表座，每个所述的单向百分表可拆卸地固定在一个所述的磁性表座上。
作为优选，插设在坡面的若干测量单元的每块所述的平板的顶靠有所述的测头的一侧表面设置有横向刻度线和纵向刻度线，横向和纵向两个方向刻度线上的最小刻度均为0.1mm，位于每块所述的平板表面正中心的横向刻度线和纵向刻度线相交处标记有零刻度，所述的步骤（2）中的每个单向千分表的测头垂直顶靠在对应的平板的零刻度处，X0=0，Y0=0。
作为优选，每个所述的测头的前端为书写尖端，各个所述的书写尖端用于在对应的平板上书写记录边坡位移监测过程中各个测头的移动轨迹。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明边坡位移监测装置结构简单，成本低，可同时实现对边坡坡顶和坡面位移的检测，且检测精度高，能够为边坡位移的监测提供可靠的依据。视单向百分表检测精度的不同，本发明对边坡位移的检测精度可达0.01mm以上。本发明边坡位移监测方法步骤简单，操作方便，能够实现对边坡坡顶和坡面位移的快速、准确监测。
附图说明
图1为实施例1-3中多个测量单元安装后效果图；
图2为实施例1-3中固定支座架设后效果图；
图3为实施例2中一个插设在坡面的测量单元在监测开始前，其单向百分表的初始位置示意图；
图4为图3中A处放大图；
图5为实施例2中一个插设在坡面的测量单元在监测过程中，其单向百分表的实时位置示意图；
图6为图5中B处放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的边坡位移监测装置，如图1和图2所示，包括多个测量单元1和固定支座2，每个测量单元1包括单向百分表11、插条12和平板13，插条12的一端垂直固定连接在平板13的一侧，插条12的另一端用于插接待监测的边坡3的土体，单向百分表11的测头14垂直顶靠在平板13的另一侧，单向百分表11的表体可拆卸地固定在固定支座2上，固定支座2架设在边坡3的外侧，边坡3的坡顶31垂直插设有若干测量单元1，边坡3的坡面32水平插设有若干测量单元1。
实施例1中，固定支座2上固定有多根间隔设置的刚性杆21，每根刚性杆21上可拆卸地固定有一个单向百分表11；每根刚性杆21上固定有一个磁性表座22，每个磁性表座22上可拆卸地固定有一个单向百分表11。
实施例2的边坡位移监测装置，与实施例1的区别在于，实施例2中，插设在坡面32的若干测量单元1的每块平板13的顶靠有测头14的一侧表面设置有横向刻度线和纵向刻度线，横向和纵向两个方向刻度线上的最小刻度均为0.1mm，刻度值标在平板13的四周边缘，位于每块平板13表面正中心的横向刻度线和纵向刻度线相交处标记有零刻度O。
实施例3的边坡位移监测装置，与实施例2的区别在于，实施例3中，每个测头14的前端为书写尖端（图中未示出），各个书写尖端用于在对应的平板13上书写记录边坡位移监测过程中各个测头14的移动轨迹。
以实施例2的边坡位移监测装置为例，利用该监测装置实施的边坡位移监测方法，包括以下步骤：
（1）在边坡3的坡顶31垂直插设若干带平板13的插条12，使该若干插条12分别沿竖直方向插入坡顶31的土体内；在边坡3的坡面32水平插设另外的若干带平板13的插条12，使该若干插条12分别沿水平方向插入坡面32的土体内；各个测量单元1安装后效果图见图1；其中，插设在坡面32的若干测量单元1的每块平板13的顶靠有测头14的一侧表面设置有横向刻度线和纵向刻度线，横向和纵向两个方向刻度线上的最小刻度均为0.1mm，位于每块平板13表面正中心的横向刻度线和纵向刻度线相交处标记有零刻度O；
（2）在待监测的边坡3的外侧架设固定支座2，固定支座2上固定有多根间隔设置的刚性杆21，每根刚性杆21上固定有一个磁性表座22，将每个单向百分表11固定在一个磁性表座22上，每个单向千分表对应一块平板13，并使每个单向千分表的测头14垂直顶靠在对应的平板13的零刻度O处（如图3和图4所示），固定支座架设后效果图见图2，此时分别记录插设在坡顶31的若干测量单元1的每个单向千分表的初始读数D01，分别记录插设在坡面32的若干测量单元1的每个单向百分表11的测头14的初始位置O坐标（X0=0，Y0=0）和初始读数D02，即开始监测边坡位移；
（3）需要确定边坡位移时，分别记录此时插设在坡顶31的若干测量单元1的每个单向千分表的读数Dn1，分别记录插设在坡面32的若干测量单元1的每个单向百分表11的测头14的读数Dn2和实时位置N坐标（Xn，Yn）；此时插设在坡顶31的若干测量单元1各自测得的坡顶31的纵向位移L1= Dn1-D01，取各个L1的平均值，即可确定坡顶31位移；如图5和图6所示，此时插设在坡面32的若干测量单元1各自测得的坡面32的纵向位移L2=Yn-Y0=Yn，坡面32的横向位移T=Dn-D0，坡面32的侧向位移S= Xn-X0=Xn，分别取L2、T、S的平均值，即可确定坡面32位移。

Claims (10)

1.一种边坡位移监测装置，其特征在于包括多个测量单元和固定支座，每个所述的测量单元包括单向百分表、插条和平板，所述的插条的一端垂直固定连接在所述的平板的一侧，所述的插条的另一端用于插接待监测的边坡的土体，所述的单向百分表的测头垂直顶靠在所述的平板的另一侧，所述的单向百分表的表体可拆卸地固定在所述的固定支座上，所述的固定支座架设在所述的边坡的外侧，所述的边坡的坡顶垂直插设有若干所述的测量单元，所述的边坡的坡面水平插设有若干所述的测量单元。
2.根据权利要求1所述的一种边坡位移监测装置，其特征在于所述的固定支座上固定有多根间隔设置的刚性杆，每根所述的刚性杆上可拆卸地固定有一个所述的单向百分表。
3.根据权利要求2所述的一种边坡位移监测装置，其特征在于每根所述的刚性杆上固定有一个磁性表座，每个所述的磁性表座上可拆卸地固定有一个所述的单向百分表。
4.根据权利要求1所述的一种边坡位移监测装置，其特征在于插设在坡面的若干测量单元的每块所述的平板的顶靠有所述的测头的一侧表面设置有横向刻度线和纵向刻度线，横向和纵向两个方向刻度线上的最小刻度均为0.1mm，位于每块所述的平板表面正中心的横向刻度线和纵向刻度线相交处标记有零刻度。
5.根据权利要求1所述的一种边坡位移监测装置，其特征在于每个所述的测头的前端为书写尖端，各个所述的书写尖端用于在对应的平板上书写记录边坡位移监测过程中各个测头的移动轨迹。
6.一种利用权利要求1所述的边坡位移监测装置实施的边坡位移监测方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在边坡的坡顶垂直插设若干带平板的插条，使该若干插条分别沿竖直方向插入坡顶的土体内；在边坡的坡面水平插设另外的若干带平板的插条，使该若干插条分别沿水平方向插入坡面的土体内；
（2）在待监测的边坡的外侧架设固定支座，在固定支座上分别固定多个单向百分表，每个单向千分表对应一块平板，并使每个单向千分表的测头垂直顶靠在对应的平板上，分别记录插设在坡顶的若干测量单元的每个所述的单向千分表的初始读数D01，分别记录插设在坡面的若干测量单元的每个所述的单向百分表的测头的初始位置坐标（X0，Y0）和初始读数D02，即开始监测边坡位移；
（3）需要确定边坡位移时，分别记录此时插设在坡顶的若干测量单元的每个所述的单向千分表的读数Dn1，分别记录插设在坡面的若干测量单元的每个所述的单向百分表的测头的读数Dn2和实时位置坐标（Xn，Yn）；此时插设在坡顶的若干测量单元各自测得的坡顶的纵向位移L1= Dn1-D01，取各个L1的平均值，即可确定坡顶位移；此时插设在坡面的若干测量单元各自测得的坡面的纵向位移L2=Yn-Y0，坡面的横向位移T=Dn-D0，坡面的侧向位移S= Xn-X0，分别取L2、T、S的平均值，即可确定坡面位移。
7.根据权利要求6所述的一种边坡位移监测方法，其特征在于所述的固定支座上固定有多根间隔设置的刚性杆，每个所述的单向百分表可拆卸地固定在一根所述的刚性杆上。
8.根据权利要求7所述的一种边坡位移监测方法，其特征在于每根所述的刚性杆上固定有一个磁性表座，每个所述的单向百分表可拆卸地固定在一个所述的磁性表座上。
9.根据权利要求6所述的一种边坡位移监测方法，其特征在于插设在坡面的若干测量单元的每块所述的平板的顶靠有所述的测头的一侧表面设置有横向刻度线和纵向刻度线，横向和纵向两个方向刻度线上的最小刻度均为0.1mm，位于每块所述的平板表面正中心的横向刻度线和纵向刻度线相交处标记有零刻度，所述的步骤（2）中的每个单向千分表的测头垂直顶靠在对应的平板的零刻度处，X0=0，Y0=0。
10.根据权利要求6所述的一种边坡位移监测方法，其特征在于每个所述的测头的前端为书写尖端，各个所述的书写尖端用于在对应的平板上书写记录边坡位移监测过程中各个测头的移动轨迹。
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