CN111289992A - 一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置 - Google Patents

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黄俊革
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刘宇
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Abstract

本发明属于测量勘探技术领域，公开了一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置，激光发射装置安装于隐患岩体上方的安全岩体上，激光发射装置的对面安装有激光反射装置，且在激光发射装置的同一侧安装有激光接收装置，激光接收装置与数字解算器相连，在隐患岩体上设有锚桩，锚桩通过钢丝与激光发射装置相连，当隐患岩体发生位移时，锚桩通过钢丝拉动激光发射装置，致使激光接收装置接受到反射激光的位置发生变化，从而数字解算器计算出隐患岩体的位移变化。本发明可对危岩体实现长期自动监测，掌握滑坡体位移变化情况，用于滑坡体稳定性评估，预防地质灾害的发生，保护人民群众的人身财产安全。

Description

一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置
技术领域
本发明属于测量勘探领域，具体涉及一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置。
背景技术
危岩体是一种常见潜在将要发生的地质灾害，虽未实际发生，但已具备发生崩塌的主要条件。在自身重力、各种应力作用，以及在暴雨、冰雪冻融恶劣天气影响下，极易发生危岩体崩塌地质灾害。因此，如何做好预防工作，对保护人民群众的人身财产安全就显得尤为重要。
由于地质灾害的发生具有突发性、不确定性和隐蔽性，这给危岩体地质灾害预防监测工作提出了较高的要求。传统的人工监测手段由于受监测频率和监测方法的局限，很难做到有效地监测到危岩体变形趋势，并及时做出预警。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置，采用激光与摄像技术依赖数字解算，在非通视或者监测装置不方便安装的情况下，可以成功且高效率地对危险边坡进行监测。
本发明的技术方案如下：
一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置，包括激光发射装置、激光反射装置、激光接收装置和数字解算器，所述的激光发射装置安装于隐患岩体上方的安全岩体上，所述的激光发射装置的对面安装有所述的激光反射装置，且在所述的激光发射装置的同一侧安装有所述的激光接收装置，所述的激光接收装置与所述的数字解算器相连，激光通过所述的激光反射装置到达所述的激光接收装置，其中，
在隐患岩体上设有锚桩，所述的锚桩通过钢丝与所述的激光发射装置相连，当隐患岩体发生位移时，所述的锚桩通过所述的钢丝拉动所述的激光发射装置，致使所述的激光接收装置接受到反射激光的位置发生变化，从而所述的数字解算器计算出隐患岩体的位移变化。
在本发明的一具体实施例，所述的钢丝通过若干个滑轮支架于所述的锚桩和所述的激光发射装置之间。
在本发明的一具体实施例，，所述的激光发射装置垂直安装于隐患岩体上方的安全岩体上。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置，将激光与摄像技术巧妙地运用于监测危岩体的位移变化，具体通过危岩体与激光发射装置连接，同时，激光发射装置发出的激光经激光反射装置折回至激光接收装置，当危岩体发生位移时，与危岩体连接的激光发射装置随之发生位移，射出的激光通过激光反射装置被激光接收装置所接收，再通过数字解算从而得出岩壁位移的距离。因此，在非通视或者监测装置不方便安装于待监测岩体的情况下，本发明装置可以对岩体实现滑坡体长期自动监测，掌握滑坡体位移变化情况，用于滑坡体稳定性评估，预防地质灾害的发生，保护人民群众的人身财产安全。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例的一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置的激光反射路线示意图；
图2为本发明实施例的一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置的结构示意图。
图中标记：1-激光发射装置、2-激光反射装置、3-激光接收装置、4-数字解算器、5-锚桩、6-钢丝、7-滑轮。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见如图1～2所示，本发明的一实施例公开了一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置，包括激光发射装置1、激光反射装置2、激光接收装置3和数字解算器4，所述的激光发射装置1安装于隐患岩体上方的安全岩体上，所述的激光发射装置1的对面安装有所述的激光反射装置2，并与所示的激光发射装置相隔一段距离，且在所述的激光发射装置1的同一侧安装有所述的激光接收装置3，所述的激光发射装置1与所述的激光接收装置3相隔一端距离，所述的激光接收装置3与所述的数字解算器4相连，数字解算器4可根据激光发射位置的变化来解算出危岩体位移的变化距离；
激光通过所述的激光反射装置2到达所述的激光接收装置3，使用之前，需校准使得激光发射装置1发出的激光能到达激光反射装置2，且激光反射装置2能将激光发射至激光接收装置3上，参见如图1所示；
其中，在隐患岩体上设有锚桩5，所述的锚桩5通过钢丝6与所述的激光发射装置1相连，当隐患岩体发生位移时，所述的锚桩5也发生位移，随即所述的锚桩5通过所述的钢丝6拉动所述的激光发射装置1，致使所述的激光接收装置3接受到反射激光的位置发生变化，从而所述的数字解算器4计算出隐患岩体的位移变化。
为了避免拐角，致使钢丝在岩体触碰摩擦，影响到结果的精确性，在本发明的另一实施例，所述的钢丝6通过若干个滑轮7支架于所述的锚桩5和所述的激光发射装置1之间，如图2设了两个滑轮7。
在本发明的又一实施例，进一步包括所述的激光发射装置1垂直安装于隐患岩体上方的安全岩体上。
进一步，所示的激光接收装置采用AZ301，该装置支持自检，支持GPRS数据通信或者WIFI通信。
实施例1
如岩壁发生位移，激光发射器的发射角度会随着岩壁位移的改变而发生偏移，从而使得激光接收器接收到激光的位置发生改变。
岩壁发生位移导致激光接收器接收到激光的位置发生了变化，向下偏移了a＝0.02m，根据计算出激光发射器偏移b＝0.01°，由于激光发射器与连接岩壁的绳索相连接，从而激光发射器角度与岩壁位移的关系系数为n＝0.2，则岩壁位移为x＝n*b＝0.01*0.2＝0.002m。
其中，b可用相似三角形，在接近激光反射装置2处先用测得激光位置的偏移，在利用相似三角形得到激光在激光接收器3的偏移位置。
n取决于激光接收装置安装位置与可能滑动岩壁位置的距离。
实施例2
岩壁发生位移导致激光接收器接收到激光的位置发生了变化，向下偏移了a＝0.04m，根据三角形公式计算出激光发射器偏移b＝0.03°，由于激光发射器与连接岩壁的绳索相连接，从而激光发射器角度与岩壁位移的关系系数为n＝0.3，则岩壁位移为x＝n*b＝0.03*0.3＝0.009m。
其中，b可用相似三角形，在接近激光反射装置2处先用测得激光位置的偏移，在利用相似三角形得到激光在激光接收器3的偏移位置。
n取决于激光接收装置安装位置与可能滑动岩壁位置的距离。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种用于预防危岩体地质灾害的位移监测装置，其特征在于，包括激光发射装置、激光反射装置、激光接收装置和数字解算器，所述的激光发射装置安装于隐患岩体上方的安全岩体上，所述的激光发射装置的对面安装有所述的激光反射装置，且在所述的激光发射装置的同一侧安装有所述的激光接收装置，所述的激光接收装置与所述的数字解算器相连，激光通过所述的激光反射装置到达所述的激光接收装置，其中，
在隐患岩体上设有锚桩，所述的锚桩通过钢丝与所述的激光发射装置相连，当隐患岩体发生位移时，所述的锚桩通过所述的钢丝拉动所述的激光发射装置，致使所述的激光接收装置接受到反射激光的位置发生变化，从而所述的数字解算器计算出隐患岩体的位移变化。
2.根据权利要求1所述的位移监测装置，其特征在于，所述的钢丝通过若干个滑轮支架于所述的锚桩和所述的激光发射装置之间。
3.根据权利要求1所述的位移监测装置，其特征在于，所述的激光发射装置垂直安装于隐患岩体上方的安全岩体上。
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