CN109764988A - 土压力监测站及地灾监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土压力监测站及地灾监测预警系统，包括：埋设于一地基内的抗滑桩；若干设于所述抗滑桩一侧的、位于所述地基内的、根据所受压力变化以采集所述地基的内部地质信息的压力传感装置；设于所述压力传感装置与所述抗滑桩相对一侧的、用于增加所述压力传感装置与所述地基接触面积的受力传压件；以及，与所述压力传感装置电连接的、将所述内部地质信息反馈至一地灾监测预警平台以获取所述地基的实时地质情况的数据采集终端，达到实时、自动采集监测站的地基土压力的目的，成本低、工作效率高。

Description

土压力监测站及地灾监测预警系统

技术领域

本发明涉及地质监测技术领域，特别涉及一种土压力监测站及地灾监测预警系统。

背景技术

目前我国部分地区地质灾害频发，破坏性也越来越大，给当地人民的财产和生命安全带来严重威胁，地质灾害中比较常见的是滑坡现象，且在基坑工程或者陡峭边坡工程的施工过程中也是滑坡现象频发。因此滑坡土压力监测是滑坡稳定性研究的重要手段，通过对滑坡土压力的监测，为地质灾害的防治提供可靠的依据，实现滑坡灾害预警预报的目的。目前土压力的监测技术相对比较薄弱,很多监测站需要人工现场采集信息,成本高,工作效率低。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种土压力监测站及地灾监测预警系统，解决了人工现场采集监测站的地基土压力成本高、工作效率低的问题。

本发明第一方面提供一种土压力监测站，包括：

埋设于一地基内的抗滑桩；

若干设于所述抗滑桩一侧的、位于所述地基内的、根据所受压力变化以采集所述地基的内部地质信息的压力传感装置；

设于所述压力传感装置与所述抗滑桩相对一侧的、用于增加所述压力传感装置与所述地基接触面积的受力传压件；以及，

与所述压力传感装置电连接的、将所述内部地质信息反馈至一地灾监测预警平台以获取所述地基的实时地质情况的数据采集终端。

实现上述方案的土压力监测站，当地基发生异常（如滑坡、裂缝、位移、塌陷等）时，地基产生的相对移动会使受力传压件收到地基的挤压力相对变化，继而传递给压力传感装置以将压力信号转化为电信号，因此受力传压件既对压力传感器具有保护作用，还确保压力传感器采集地基内更大范围的土压力数据，从而数据采集终端将采集到的地基的内部地质信息反馈给地灾监测预警平台，与常见的监测站相比，本发明可以获取到的监测地基的实时地质信息，且无需人工四处采集数据，且出错率低、效率高，对地质灾害的预见性更高，有利于防灾工作的顺利进展。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述压力传感装置的数量至少为两组且竖向间隔布置于所述抗滑桩的一侧以获取所述地基不同深度处的实时内部地质信息。

实现上述方案的土压力监测站，通过在抗滑桩上竖向间隔布置压力传感装置，继而数据采集终端采集到的数据更加全面，既可以对比地基不同深度处的实时内部地质信息以更精确掌握地基内部的地质情况，也可以求出地基不同深度处的实时内部地质信息的平均值，以使所采集的数据对防灾工作更具有参考价值。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述抗滑桩的数量至少为两组且间隔布置于所述地基内，不同所述抗滑桩上的所述压力传感装置相对所述地基呈同一水平布置以获取所述地基同一深度、不同位置的实时内部地质信息。

实现上述方案的土压力监测站，通过设置多组抗滑桩且抗滑桩上的压力传感装置相对地基呈同一水平布置，继而数据采集终端采集到的数据更加全面，既可以对比地基同一深度、不同位置的实时内部地质信息以更精确掌握地基内部的地质情况，也可以求出地基同一深度、不同位置的实时内部地质信息的平均值，以使所采集的数据对防灾工作更具有参考价值。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述受力传压件与所述压力传感装置相对的一侧呈圆弧面。

实现上述方案的土压力监测站，圆弧面进一步增加了受力传压件与地基的接触面积，进而压力传感装置采集的数据更具有参考价值。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述压力传感装置为钢弦式压力盒、油腔压力盒和薄膜式压力盒中的一种或几种。

实现上述方案的土压力监测站，钢弦式压力盒、油腔压力盒和薄膜式压力盒具有较佳的稳定性、防水性，有利于压力传感装置长期在地基内工作，进而减小了维护成本，同时采集到的数据更加精确、可靠。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述数据采集终端包括：处理器、数据存储模块、显示屏、数据采集接口、数据收/发接口以及通讯装置，所述数据存储模块、所述显示屏、所述数据采集接口和所述数据收/发接口分别和所述处理器连接，所述数据采集接口与所述压力传感装置连接，所述数据收/发接口与所述通讯装置连接。

实现上述方案的土压力监测站，数据存储模块用于储存采集到的数据信息，以便于地灾监测预警平台调用及查询；显示屏可以快速查询压力传感装置上的获取的信息，便于维护及检查；数据采集终端可以通过通讯装置主动将数据信息发送到地灾监测预警平台，同时也可以根据地灾监测预警平台的指令随时提供存储于数据存储模块中的历史数据信息；因此，更有利于监测地质灾害情况。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述通讯装置包括：GPRS模块、CDMA模块、GSM模块、4G模块、蓝牙模块、3G模块和短信模块中的一种或几种；或者，所述土压力监测站还包括用于提供电能的供电装置，所述供电装置采用蓄电池供电、太阳能发电和风能发电中的一种或几种。

实现上述方案的土压力监测站，可实现数据采集终端将采集到的地质数据信息通过无线的方式传输给地灾监测预警平台，使用、安装。维护更加方便，数据传输效率更高；蓄电池通过自身储蓄的电能为土压力监测站供电；供电装置还可以将太阳能、风能转化为电能以供土压力监测站使用，进而土压力监测站的有效工作时间更长。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述土压力监测站还包括设于所述地基上的底座，所述底座上固定安装有立柱；所述数据采集终端设于所述立柱上，所述通讯装置设于所述立柱与所述地基相对的一端；所述立柱与所述地基相对的一端还设有避雷单元。

实现上述方案的土压力监测站，立柱有利于数据采集终端安装，同时有利于提高数据采集终端的稳定性；通讯装置远离地基并安装于立柱，有利于通讯装置获取无线信号以使地质数据信息稳定传输；在雷雨天气时，避雷单元可以有效将雷电引导至地基上，进而对土压力监测站具有较佳的保护作用。

本发明第二方面提供一种地灾监测预警系统，包括：

如上述的土压力监测站；

通信网络；以及，

地灾监测预警平台，所述土压力监测站通过通信网络实现与所述地灾监测预警平台之间的物联网方式的物理链接。

实现上述方案的地灾监测预警系统，土压力监测站采集的地基的内部地质信息通过通信网络传输至地灾监测预警平台，在地灾监测预警平台上实现对地质数据信息的即时采集、即时交互、即时监控和管理，具有良好的预警功能，解决了传统的地质监测过程中受工作条件和测量技术条件的限制，避免了人工监测数据不方便且数据采集、传输效率低下的问题。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述地灾监测预警平台包括：数据采集管理单元、信息监视预警单元、信息查询统计单元、设备监控管理单元、电子地图应用单元、平台管理单元及移动终端应用单元；

所述数据采集管理单元包括：数据汇集模块、数据处理模块、数据整理模块及原始数据查询模块；

所述信息监视预警单元包括：实时监视预警模块、告警信息处理模块及信息上报模块；

所述信息查询统计单元包括：统计数据查询模块、统计数据分析模块、设备状态查询模块及监测站信息查询模块；

所述设备监控管理单元包括：终端信息查询模块、终端控制管理模块、终端信息监控模块及设备工况查询模块；

所述电子地图应用单元包括：地图浏览模块、动态标注模块及等值分析模块；

所述平台管理单元包括：用户权限管理模块、日志管理模块及预警管理模块。

实现上述方案的地灾监测预警系统，通过合理运用土压力监测站及土压力监测站采集的数据，对地质灾害、建筑物、地面沉降、地下管线、基坑、施工现场进行实时监测，运用无线通信技术，借助地灾监测预警平台实现对危险地基变形位移及辅助参数信息的自动化监测、数据采集和传输，及时发现监测地基的变化变形迹象，掌握地质灾害的发生发展趋势，实现第一时间监测、第一时间发现、第一时间预警；地灾监测预警平台具有监测信息的采集及时、迅速的优点，同时监测数据的分析简便实用、快速准确。

综上所述，本发明实施例具有以下有益效果：

其一，本发明可以获取到的监测地基的实时地质信息，且无需人工四处采集数据，且出错率低、效率高，对地质灾害的预见性更高，有利于防灾工作的顺利进展；

其二，土压力监测站采集的地基的内部地质信息通过通信网络传输至地灾监测预警平台，在地灾监测预警平台上实现对地质数据信息的即时采集、即时交互、即时监控和管理，具有良好的预警功能。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图；

图3是本发明实施例二中地灾监测预警平台的框架图。

附图标记：1、地基；2、抗滑桩；3、压力传感装置；4、受力传压件；41、圆弧面；5、数据采集终端；51、显示屏；52、通讯装置；6、底座；7、立柱；8、避雷单元；9、土压力监测站；10、通信网络；11、地灾监测预警平台；12、供电装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：一种土压力监测站，如图1所示，包括：地基1、抗滑桩2、压力传感装置3、受力传压件4、数据采集终端5、底座6、立柱7、避雷单元8及供电装置12。

底座6具体由混凝土材料浇筑于地基1上，底座6和立柱7的下端通过多组膨胀螺栓固定安装。抗滑桩2具体由钢筋混凝土材料埋设于地基1内，本实施例中抗滑桩2的数量为三组且间隔布置于地基1内。

压力传感装置3固定安装于抗滑桩2一侧且位于地基1内，压力传感装置3根据所受压力变化以采集地基1的内部地质信息，压力传感装置3具体为钢弦式压力盒，在其他实施例中压力传感装置3还可以为油腔压力盒或薄膜式压力盒或者三者结合使用。钢弦式压力盒、油腔压力盒和薄膜式压力盒具有较佳的稳定性、防水性，有利于压力传感装置3长期在地基1内工作，进而减小了维护成本，同时采集到的数据更加精确、可靠。

压力传感装置3的数量为两组且竖向间隔布置于抗滑桩2的一侧以获取地基1不同深度处的实时内部地质信息，在其他实施例中压力传感装置3还可以为三组、四组甚至更多。通过在抗滑桩2上竖向间隔布置多组压力传感装置3，继而数据采集终端5采集到的数据更加全面，既可以对比地基1不同深度处的实时内部地质信息以更精确掌握地基1内部的地质情况，也可以求出地基1不同深度处的实时内部地质信息的平均值，以使所采集的数据对防灾工作更具有参考价值。

不同抗滑桩2上的压力传感装置3相对地基1呈同一水平布置以获取地基1同一深度、不同位置的实时内部地质信息，通过设置多组抗滑桩2且抗滑桩2上的压力传感装置3相对地基1呈同一水平布置，继而数据采集终端5采集到的数据更加全面，既可以对比地基1同一深度、不同位置的实时内部地质信息以更精确掌握地基1内部的地质情况，也可以求出地基1同一深度、不同位置的实时内部地质信息的平均值，以使所采集的数据对防灾工作更具有参考价值。

受力传压件4固定安装于压力传感装置3与抗滑桩2相对一侧，且受力传压件4用于增加压力传感装置3与地基1接触面积，受力传压件4由不锈钢材质制成，受力传压件4与压力传感装置3相对的一侧呈圆弧面41，圆弧面41进一步增加了受力传压件4与地基1的接触面积，进而压力传感装置3采集的数据更具有参考价值。

数据采集终端5与压力传感装置3电连接，数据采集终端5将内部地质信息反馈至一地灾监测预警平台以获取地基1的实时地质情况。

数据采集终端5包括：处理器、数据存储模块、显示屏51、数据采集接口、数据收/发接口以及通讯装置52，数据存储模块、显示屏51、数据采集接口和数据收/发接口分别和处理器连接，数据采集接口与压力传感装置3连接，数据收/发接口与通讯装置52连接。数据存储模块用于储存采集到的数据信息，以便于地灾监测预警平台调用及查询；显示屏51可以快速查询压力传感装置3上的获取的信息，便于维护及检查；数据采集终端5可以通过通讯装置52主动将数据信息发送到地灾监测预警平台，同时也可以根据地灾监测预警平台的指令随时提供存储于数据存储模块中的历史数据信息；因此，更有利于监测地质灾害情况。

通讯装置52包括：4G模块和短信模块，在其他实施例中通信装置还可以包括：GPRS模块、CDMA模块、GSM模块、蓝牙模块或者3G模块，可实现数据采集终端5将采集到的地质数据信息通过无线的方式传输给地灾监测预警平台，使用、安装，维护更加方便，数据传输效率更高。

供电装置12用于向土压力监测站提供电能，供电装置12采用蓄电池供电及太阳能发电，在其他实施例中供电装置12还可以采用风能发电，因此供电装置12使得土压力监测站的有效工作时间更长。

数据采集终端5设于立柱7上，通讯装置52设于立柱7与地基1相对的一端，立柱7有利于数据采集终端5安装，同时有利于提高数据采集终端5的稳定性；通讯装置52远离地基1并安装于立柱7，有利于通讯装置52获取无线信号以使地质数据信息稳定传输。

避雷单元8安装于立柱7的顶端，在雷雨天气时，避雷单元8可以有效将雷电引导至地基1上，进而对土压力监测站具有较佳的保护作用。

工作过程及原理：当地基1发生异常（如滑坡、裂缝、位移、塌陷等）时，地基1产生的相对移动会使受力传压件4收到地基1的挤压力相对变化，继而传递给压力传感装置3以将压力信号转化为电信号，因此受力传压件4既对压力传感器具有保护作用，还确保压力传感器采集地基1内更大范围的土压力数据，从而数据采集终端5将采集到的地基1的内部地质信息反馈给地灾监测预警平台，与常见的监测站相比，本发明可以获取到的监测地基1的实时地质信息，且无需人工四处采集数据，且出错率低、效率高，对地质灾害的预见性更高，有利于防灾工作的顺利进展。

实施例二：一种地灾监测预警系统，如图2所示，包括：多个实施例一中描述的土压力监测站9，各土压力监测站9安装于不同监测点的地基上；通信网络10；以及，地灾监测预警平台11，土压力监测站9通过通信网络10实现与地灾监测预警平台11之间的物联网方式的物理链接。土压力监测站9采集的地基的内部地质信息通过通信网络10传输至地灾监测预警平台11，在地灾监测预警平台11上实现对地质数据信息的即时采集、即时交互、即时监控和管理，具有良好的预警功能，解决了传统的地质监测过程中受工作条件和测量技术条件的限制，避免了人工监测数据不方便且数据采集、传输效率低下的问题。

结合图2和图3所示，地灾监测预警平台11包括：数据采集管理单元、信息监视预警单元、信息查询统计单元、设备监控管理单元、电子地图应用单元、平台管理单元及移动终端应用单元；数据采集管理单元包括：数据汇集模块、数据处理模块、数据整理模块及原始数据查询模块；信息监视预警单元包括：实时监视预警模块、告警信息处理模块及信息上报模块；信息查询统计单元包括：统计数据查询模块、统计数据分析模块、设备状态查询模块及监测站信息查询模块；设备监控管理单元包括：终端信息查询模块、终端控制管理模块、终端信息监控模块及设备工况查询模块；电子地图应用单元包括：地图浏览模块、动态标注模块及等值分析模块；平台管理单元包括：用户权限管理模块、日志管理模块及预警管理模块。

通过合理运用土压力监测站9及土压力监测站9采集的数据，对地质灾害、建筑物、地面沉降、地下管线、基坑、施工现场进行实时监测，运用无线通信技术，借助地灾监测预警平台11实现对危险地基变形位移及辅助参数信息的自动化监测、数据采集和传输，及时发现监测地基的变化变形迹象，掌握地质灾害的发生发展趋势，实现第一时间监测、第一时间发现、第一时间预警；地灾监测预警平台11具有监测信息的采集及时、迅速的优点，同时监测数据的分析简便实用、快速准确。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土压力监测站，其特征在于，包括：

埋设于一地基(1)内的抗滑桩(2)；

若干设于所述抗滑桩(2)一侧的、位于所述地基(1)内的、根据所受压力变化以采集所述地基(1)的内部地质信息的压力传感装置(3)；

设于所述压力传感装置(3)与所述抗滑桩(2)相对一侧的、用于增加所述压力传感装置(3)与所述地基(1)接触面积的受力传压件(4)；以及，

与所述压力传感装置(3)电连接的、将所述内部地质信息反馈至一地灾监测预警平台以获取所述地基(1)的实时地质情况的数据采集终端(5)。

2.根据权利要求1所述的土压力监测站，其特征在于，所述压力传感装置(3)的数量至少为两组且竖向间隔布置于所述抗滑桩(2)的一侧以获取所述地基(1)不同深度处的实时内部地质信息。

3.根据权利要求2所述的土压力监测站，其特征在于，所述抗滑桩(2)的数量至少为两组且间隔布置于所述地基(1)内，不同所述抗滑桩(2)上的所述压力传感装置(3)相对所述地基(1)呈同一水平布置以获取所述地基(1)同一深度、不同位置的实时内部地质信息。

4.根据权利要求1所述的土压力监测站，其特征在于，所述受力传压件(4)与所述压力传感装置(3)相对的一侧呈圆弧面(41)。

5.根据权利要求1所述的土压力监测站，其特征在于，所述压力传感装置(3)为钢弦式压力盒、油腔压力盒和薄膜式压力盒中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的土压力监测站，其特征在于，所述数据采集终端(5)包括：处理器、数据存储模块、显示屏(51)、数据采集接口、数据收/发接口以及通讯装置(52)，所述数据存储模块、所述显示屏(51)、所述数据采集接口和所述数据收/发接口分别和所述处理器连接，所述数据采集接口与所述压力传感装置(3)连接，所述数据收/发接口与所述通讯装置(52)连接。

7.根据权利要求6所述的土压力监测站，其特征在于，所述通讯装置(52)包括：GPRS模块、CDMA模块、GSM模块、4G模块、蓝牙模块、3G模块和短信模块中的一种或几种；或者，所述土压力监测站还包括用于提供电能的供电装置(12)，所述供电装置(12)采用蓄电池供电、太阳能发电和风能发电中的一种或几种。

8.根据权利要求6所述的土压力监测站，其特征在于，所述土压力监测站还包括设于所述地基(1)上的底座(6)，所述底座(6)上固定安装有立柱(7)；所述数据采集终端(5)设于所述立柱(7)上，所述通讯装置(52)设于所述立柱(7)与所述地基(1)相对的一端；所述立柱(7)与所述地基(1)相对的一端还设有避雷单元(8)。

9.一种地灾监测预警系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-8中任一项所述的土压力监测站(9)；

通信网络(10)；以及，

地灾监测预警平台(11)，所述土压力监测站(9)通过通信网络(10)实现与所述地灾监测预警平台(11)之间的物联网方式的物理链接。

10.根据权利要求9所述的地灾监测预警系统，其特征在于，所述地灾监测预警平台(11)包括：数据采集管理单元、信息监视预警单元、信息查询统计单元、设备监控管理单元、电子地图应用单元、平台管理单元及移动终端应用单元；

所述数据采集管理单元包括：数据汇集模块、数据处理模块、数据整理模块及原始数据查询模块；

所述信息监视预警单元包括：实时监视预警模块、告警信息处理模块及信息上报模块；

所述信息查询统计单元包括：统计数据查询模块、统计数据分析模块、设备状态查询模块及监测站信息查询模块；

所述设备监控管理单元包括：终端信息查询模块、终端控制管理模块、终端信息监控模块及设备工况查询模块；

所述电子地图应用单元包括：地图浏览模块、动态标注模块及等值分析模块；

所述平台管理单元包括：用户权限管理模块、日志管理模块及预警管理模块。