CN111928766A - 边坡位移监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及山体滑坡监测预警装置领域，边坡位移监测装置，包括：安装板、支撑杆一、支撑杆二、霍尔探头、磁铁、连接杆、受力板、绳；所述支撑杆垂直固定在两个安装板之间靠近边缘处；所述支撑杆二与安装板弹性连接，所述支撑杆二与两个支撑杆一上分别装有霍尔探头，所述绳的两端分别与两个安装板固定，所述磁铁套设在绳上；所述连接杆一端连接磁铁，另一端延伸至两个支撑杆一与支撑杆二的间隔处；所述受力板数量为两个，分别垂直固定在两个连接杆的延伸端；所述信号接收装置连接多个霍尔探头及无线数据发射装置。

Description

边坡位移监测装置

技术领域

本发明涉及滑坡监测领域，尤其涉及边坡位移监测装置。

背景技术

边坡是指为保证路基稳定，在路基两侧做成具有一定坡度的坡面。边坡稳定性的问题已经备受关注，例如，在降水时或地下水位上升时土壤吸水后体积增大而形状保持不变的膨胀现象，土壤膨胀引起总孔隙度增加,孔径减小,并产生较大的膨胀压，土壤的膨胀影响边坡稳的固性，以及雨水对边坡进行冲刷，引起边坡坍塌，地下水上升，长期浸泡导致边坡基脚坍塌。

现有常用的滑坡位移监测手段为地表GPS、TDR技术、埋入式布设光纤和测斜孔位移测量，GPS位移测量只能针对地表单点的变形测量，不能完成地面以下局部变形的测量；TDR技术、埋入式布设光纤等新兴材料技术测量精度及可靠度不高，易被剪断。

发明内容

因此，本发明正是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的在于提供边坡位移监测装置，本发明通过磁力的大小对边坡的内部土壤变化进行实时监控。

边坡位移监测装置，包括：测斜管、信号接收装置、无线数据发射装置。

所述所述测斜管包括：数据收集装置、固定底座。

所述数据收集装置包括：安装板、支撑杆一、支撑杆二、霍尔探头、磁铁、连接杆、受力板、绳。

所述支撑杆一数量两个，垂直固定在两个安装板之间靠近边缘处。

所述支撑杆二与安装板弹性连接。

所述支撑杆二与两个支撑杆一上分别装有一个霍尔探头。

所述绳的两端分别与两个安装板固定，所述磁铁套设在绳上。

所述连接杆一端连接磁铁，另一端延伸至两个支撑杆一与支撑杆二的间隔处。

所述受力板数量为两个，分别垂直固定在两个连接杆的延伸端。

所述信号接收装置连接多个霍尔探头，且信号接收装置上设有无线数据发射装置。

有益效果：

本发明通过多个数据收集装置或获得的磁力变化，能够对边坡内每一层进行监测，使得测量更为精准，具体为，通过一个霍尔探头检测与磁铁的磁力变化，能够获得土壤层的膨胀数据，工作人员可根据膨胀数据对膨胀系数高的区域进行排水疏通，通过根据两个霍尔探头检测与磁铁的磁力变化，能够获得边坡的坍塌数据与坍塌走势，工作人员能够对塌方区域进行加固，当数值大于过大时，工作人员对此路段进行封锁。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明检测管结构示意图。

图3为本发明数据收集装置分解结构示意图。

图4为本发明数据收集装置俯视结构示意图。

图5为本发明支撑杆二运动示意图。

图6为本发明磁铁运动示意图。

如图中所示：1-测斜管、2-信号接收装置、3-无线数据发射装置、4-土壤层、5-基岩层、6-孔、11-数据收集装置、12-固定底座、111-安装板、112-支撑杆一、113-支撑杆二、114-霍尔探头、115-磁铁、116-连接杆、117-受力板、118-绳、111-1-凹槽、111-2-弹簧、113-1-横板。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于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根据实际应用情况作出类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

如图1所示，边坡位移监测装置，包括：测斜管1、信号接收装置2、无线数据发射装置3。

所述测斜管1垂直插入边坡的土壤层4中，且测斜管1的下端部插入边坡的基岩层5中，通过基岩层5对测斜管1进行固定。

如图2所示，所述测斜管1包括：数据收集装置11、固定底座12。

所述数据收集装置11数量为多个，垂直连接在土壤层4中，用于收集土壤层4中每层土壤膨胀数据与土壤坍塌数据。

所述固定底座12上端连接最下方数据收集装置11，固定底座12下端插入基岩层5中，从而对上方多个数据收集装置11进行定位。

如图3所示，所述数据收集装置11包括：安装板111、支撑杆一112、支撑杆二113、霍尔探头114、磁铁115、连接杆116、受力板117、绳118。

所述安装板111数量为两个，两个安装板111上下间隔一定距离水平设置，安装板111顶面沿中心向外侧开设有凹槽111-1，且在凹槽111-1内设有弹簧111-2，其中两个安装板111的凹槽111-1向对设置。

所述支撑杆一112数量两个，垂直固定在两个安装板111边缘，用于对上下两个安装板111进行支撑。

所述支撑杆二113上下端设有向安装板111轴心延伸的横板113-1，支撑杆二113的两端横板113-1分别插入两个凹槽111-1靠近安装板111边缘的一端内，并与两个凹槽111-1的弹簧111-2相抵合，初始支撑杆二113位于安装板111一侧。

所述横板113-1与凹槽111-1有一定接触面积，其目的为，当支撑杆二113某一处受挤压时，通过横板113-1与凹槽111-1的接触面积，让支撑杆二113向安装板111轴心水平移动。

所述霍尔探头114数量为三个，分别安装支撑杆二113与两个支撑杆一112上，其中三个霍尔探头114在同一水平面上，且共同朝向安装板111轴心。

所述绳118为橡胶材质制成，绳118的两端分别与两个安装板111的中心相固定。

所述磁铁115为环形磁铁，磁铁115通过绳118设置在安装板111的轴心处，其中磁铁115与三个霍尔探头114在同一水平面上，且磁铁115初始与三个霍尔探头114之间留有一定间距。

通过霍尔探头114测量磁铁115磁力大小变化，初始三个霍尔探头114分别测得与磁铁115磁力值，为基础值。

所述连接杆116数量为两个，两个连接杆116一端连接磁铁115，另一端延伸至两个支撑杆一112与支撑杆二113的间隔处。

所述受力板117数量为两个，分别垂直固定在两个连接杆116的延伸端，其中受力板117上端贴合上方安装板111底面，受力板117下端贴合下方安装板111顶面。

如图4所示，所述支撑杆二113与两个支撑杆一112之间的排布呈等腰三角形，安装时，支撑杆二113朝向边坡上坡的一侧，两个支撑杆一112整体朝向边坡下坡的一侧，其中支撑杆二113贴合监测孔6的一侧壁面，安装板111贴合监测孔6的另一侧壁面，受力板117靠近监测孔6的壁面。

所述信号接收装置2通过缆线接收多个霍尔探头114传出的电容信号，经过信号放大器，放大电容信号，再经过A/D转换器将多个霍尔探头114的电信号转换为数字信号，通过无线数据发射装置3传输向处理器。

当降水或地下水位上升让土壤层4膨胀，土壤膨胀引起总孔隙度增加,孔6的孔径减小,并产生较大的膨胀压，如图5所示，支撑杆二113受土壤层4土壤膨胀压的作用向安装板111轴心移动，支撑杆二113上安装的霍尔探头114与磁铁115的距离缩短，检测到的磁力增强，从而通过支撑杆二113上安装的霍尔探头114测得的磁力大小，以获得土壤的膨胀数据。

当边坡发生坍塌时，如图6所示，土壤层4中泥土、砂石向下滑动抵合受力板117，由于受力板117与安装板111相贴合，受力板117通过连接杆116推动磁铁115水平移动，磁铁115逐渐远离两个支撑杆一112安装的霍尔探头114，通过两个霍尔探头114分别测得此时与磁铁115的磁力大小，从而获得边坡的坍塌数据与坍塌走势。

优先的，作为一种可实施方式，所述受力板117上下端设有水平设置的板，通过水平板增加受力板117与安装板111的接触面积，在受力板117在受到泥土、砂石挤压时水平移动，从而带动磁铁115水平移动，其目的为，防止磁铁115倾斜，从而导致霍尔探头114测得的磁力部准确。

本发明工作原理：

首先对边坡进行打孔，孔6的深度延伸至基岩层5，测斜管1插入孔6内，当降水或地下水位上升时，土壤层4膨胀，支撑杆二113受土壤膨胀压的作用向安装板111轴心移动，支撑杆二113上安装的霍尔探头114与磁铁115的距离缩短，检测到的磁力增强，从而通过支撑杆二113上安装的霍尔探头114测得的磁力大小，以获得土壤的膨胀数据，通过多个数据收集装置11所检测到的膨胀数据，工作人员可根据膨胀数据对膨胀系数高的区域进行排水疏通；

当边坡发生坍塌时，土壤层4中泥土、砂石向下滑动挤压受力板117，由于受力板117与安装板111相贴合，受力板117通过连接杆116推动磁铁115水平移动，磁铁115逐渐靠近两个支撑杆一112安装的霍尔探头114，通过两个霍尔探头114分别测得磁铁115磁力大小变化，从而获得边坡的坍塌数据与坍塌走势，工作人员能够对塌方区域进行加固，当数值过大时，工作人员对此路段进行封锁。

Claims (2)

1.边坡位移监测装置，包括：测斜管（1）、信号接收装置（2）、无线数据发射装置（3）；

所述测斜管（1）包括：数据收集装置（11）、固定底座（12）；

所述数据收集装置（11）数量为多个，沿竖直方向连续排列，最下方的数据收集装置（11）位于固定底座（12）的上方；

其特征在于：

所述数据收集装置（11）包括：安装板（111）、支撑杆一（112）、支撑杆二（113）、霍尔探头（114）、磁铁（115）、连接杆（116）、受力板（117）、绳（118）；

所述安装板（111）数量为两个，两个安装板（111）上下间隔一定距离水平设置，两个安装板（111）相对的面分别设有沿中心向外侧开设的凹槽（111-1），且在凹槽（111-1）内设有弹簧（111-2），两个凹槽（111-1）向对设置；

所述支撑杆一（112）数量两个，垂直固定在两个安装板（111）之间靠近边缘处；

所述支撑杆二（113）上下端设有向安装板（111）轴心延伸的横板（113-1），支撑杆二（113）的两端横板（113-1）分别插入两个凹槽（111-1）靠近安装板（111）边缘的一端内，并与两个凹槽（111-1）的弹簧（111-2）相抵合；

所述霍尔探头（114）数量为三个，分别安装在支撑杆二（113）与两个支撑杆一（112）上，其中三个霍尔探头（114）在同一水平面上，且共同朝向安装板（111）轴心；

所述绳（118）为橡胶材质制成，绳（118）的两端分别与两个安装板（111）的中心相固定；

所述磁铁（115）为环形磁铁，磁铁（115）通过绳（118）设置在安装板（111）的轴心处，且磁铁（115）与三个霍尔探头（114）在同一水平面上；

所述连接杆（116）数量为两个，两个连接杆（116）一端连接磁铁（115），另一端延伸至两个支撑杆一（112）与支撑杆二（113）的间隔处；

所述受力板（117）数量为两个，分别垂直固定在两个连接杆（116）的延伸端，且受力板（117）上、下端分别贴合上、下两个安装板（111）；

所述信号接收装置（2）通过缆线连接多个霍尔探头（114），且所述信号接收装置（2）设有无线数据发射装置（3）。

2.根据权利要求1所述的边坡位移监测装置，其特征在于：所述受力板（117）上下端设有水平设置的板。

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