CN112146616A - 一种滑面位错监测仪及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滑面位错监测仪,它包括低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2),低位变形监测装置(1)包括锚头(3)、护套和变形传递线(4),护套包括外层胶管(5)、中层螺旋钢管(6)和里层PVC润滑管(7),里层PVC润滑管(7)的外部包裹有中层螺旋钢管(6),中层螺旋钢管(6)的外部包裹有外层胶管(5),变形传递线(4)设置于里层PVC润滑管(7)内且可沿里层PVC润滑管(7)自由移动,变形传递线(4)的两端均延伸于里层PVC润滑管(7)的外部,变形传递线(4)的一延伸端上固设有锚头(3)。本发明的有益效果是:结构紧凑、测量量程大、测量灵活、节约成本、在坡体变形过程中不容易损坏、操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及滑面位错监测仪监控坡体滑面的技术领域,特别是一种滑面位错监测仪及其监测方法。
背景技术
对于滑坡或者不稳定的斜坡,为了获取坡体深部的变形信息,传统的方法是采用钻孔测斜仪进行监测。根据测斜仪获取的数据,可得出各深度测点沿钻孔全长的累计位移,从累计位移与孔深曲线可清楚地发现滑面位置、滑带厚度等,然后对滑带顶面及底面处累计位移做差,求得滑面位错值。钻孔测斜仪监测系统由两部分组成,一部分是安装在钻孔内的测斜管,一部分是测量仪器,即测斜仪,测斜仪包括:探头、电缆线和读数仪。工程中常用的测斜仪为Sinco便携式数显钻孔倾斜仪,灵敏度8秒即0.02mm/500mm,总精度±7.5mm/30m,量程0~±15度。这种钻孔测斜仪监测系统的量程有限,且测斜仪的价格昂贵。当变形加剧或局部突发事件发生时,由于变形量大,挤压测斜管急剧变形使钻孔测斜仪的测头无法通过而导致测斜孔报废,甚至有时出现测斜仪探头被卡在测斜孔中的情况,造成更大的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种结构紧凑、测量量程大、测量灵活、节约成本、在坡体变形过程中不容易损坏、操作简单的滑面位错监测仪及其监测方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种滑面位错监测仪,它包括低位变形监测装置和高位变形监测装置,所述低位变形监测装置包括锚头、护套和变形传递线,护套包括外层胶管、中层螺旋钢管和里层PVC润滑管,里层PVC润滑管的外部包裹有中层螺旋钢管,中层螺旋钢管的外部包裹有外层胶管,所述变形传递线设置于里层PVC润滑管内且可沿里层PVC润滑管自由移动,变形传递线的两端均延伸于里层PVC润滑管的外部,变形传递线的一延伸端上固设有锚头;所述低位变形监测装置和高位变形监测装置的结构相同,低位变形监测装置的护套长度大于高位变形监测装置的护套长度。
所述外层胶管、中层螺旋钢管、里层PVC润滑管和变形传递线同轴设置。
所述护管的外层胶管的管身上沿其长度方向设置有刻度标记。
所述刻度标记的间隔为0.5m。
所述监测仪监测滑面位错的方法,所述方法是对变形过大测斜孔中实测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
I1、将低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套均下入到已变形测斜管中,将两个锚头延伸到护套下方,同时将两根变形传递线的自由端延伸到护套外;
I2、将低位变形监测装置和高位变形监测装置一同下入到已变形测斜管中;将低位变形监测装置的锚头下入到实测滑面的下方,将高位变形监测装置的锚头下入到实测滑面的上方;将低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套的顶端部均延伸到变形过大测斜孔外部;向已变形测斜管中灌浆以将低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套及锚头固定在变形过大测斜孔内;
I3、在低位变形监测装置和高位变形监测装置的变形传递线的自由端上分别标记出P2点和P1点,在低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套顶端分别标记O2和O1点,此时测量P2到O2点之间的位移,记为P2O2,测量P1到O1点之间的位移,记为P1O1;当锚头与孔口间发生相对位移时,P2点和P1点相对孔口的位移均会发生变化,即P2点运动到P22点,P1点运动到P11点,此时测量P22到O22点之间的位移,记为P22O2,测量P11到O1点之间的距离,记为P11O1;P22O2与P2O2的差值记为U2,P11O1与P1O1的差值记为U1,U2 与U1的差值即为实测滑面发生的变形量,最终实现对变形过大测斜孔中实测滑面的监测,获取的变形量可为滑坡稳定性评价提供依据。
所述步骤I3中,采用孔口测量装置测量U2 和U1,所述孔口测量装置包括位移传感器和自动化采集传输装置,所述位移传感器的一端与变形传递线的自由端经螺纹头连接,另一端与自动化采集传输装置经导线连接,当变形传递线发生位移时,位移传感器将位移信号转换成电信号,并将该电信号传递给自动化采集传输装置,自动化采集传输装置即可测出U1和U2。
所述步骤I3中,采用机械测量方式测量U1和U2,即采用游标卡尺或百分表进行测量。
所述方法是对新建测斜孔中勘测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
II1、将低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套均捆绑到测斜管上,将两个锚头延伸到护套下方,同时将两根变形传递线的自由端延伸到护套外;
II2、将测斜管、低位变形监测装置和高位变形监测装置一同下入到新建测斜孔中;将低位变形监测装置的锚头下入到勘测滑面的下方,将高位变形监测装置的锚头下入到勘测滑面的上方;将两个护套的顶端部均延伸到孔口外部;
II3、对新建测斜孔中回填灌浆,以将测斜管固定在变形过大测斜孔内,同时将低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套均固定在新建测斜孔内,从而实现了将低位变形监测装置和高位变形监测装置安装在新建测斜孔内;
II4、重复步骤I3即可实现对新建测斜孔中勘测滑面的监测。
所述方法是对勘探孔中勘测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
III1、将低位变形监测装置和高位变形监测装置一同下入到勘探孔中;将低位变形监测装置的锚头下入到勘测滑面的下方,将高位变形监测装置的锚头下入到勘测滑面的上方;将两个护套的顶端部均延伸到孔口外部;
III2、对勘探孔中回填灌浆,以将低位变形监测装置和高位变形监测装置的护套均固定在勘探孔内,从而实现了将低位变形监测装置和高位变形监测装置安装在勘探孔内;
III3、重复步骤I3即可实现对勘探孔中勘测滑面的监测。
本发明具有以下优点:
1、本发明量程不受限制,其主要原因是当电测时,位移传感器及孔口组件可拆除,重复利用,当变形接近量程的时候,可以调整位移传感器,因此可以解决量程受限的问题。
2、本发明量测方式灵活,其主要原因是可根据现场需要,可实现机械量测、电测和自动化观测等方式测量出U1和U2。
3、本发明在坡体变形过程中不容易损坏,其主要原因是安装后,通过回填灌浆将锚头、护管与岩土体紧密结合在一体。外层胶管在灌浆的时候,对内部结构起保护作用。当坡体发生变形的时候,护管能与岩土体同步变形(包括剪切、拉伸),外层胶管会破坏掉,中层的螺旋钢管可以产生拉伸变形,适应坡体的变形,同时对其内部的结构起保护作用,因而不会损坏。因此可安装在传统的滑动测斜仪无法继续观测的孔,作为原有监测成果的补充,继续获取变形信息。
4、本发明可随新安装的测斜管一起安装在新建测斜孔内,对于钻孔测斜仪监测系统而言,既可以发挥备用的作用,又可以通过对比观测,为后续观测提供依据。
5、本发明可直接借助勘探钻孔安装,这种情况下不需要装测斜管,节约成本。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图;
图2 为图1中低位变形监测装置的护套的截面示意图;
图3 为本发明在变形过大测斜孔中的安装示意图;
图4 为在变形传递线上标记出P1点和P2点的示意图;
图5 为锚头与孔口间发生相对位移变化时的示意图;
图6 为图5的II部局部放大视图;
图7 为本发明在新建测斜孔中的安装示意图;
图8 为本发明在勘探孔中的安装示意图;
图中,1-低位变形监测装置,2-高位变形监测装置,3-锚头,4-变形传递线,5-外层胶管,6-中层螺旋钢管,7-里层PVC润滑管,8-已变形测斜管,9-变形过大测斜孔,10-实测滑面,11-测斜管,12-新建测斜孔,13-勘测滑面,14-勘探孔,15-地面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:
如图1~2所示,一种滑面位错监测仪,它包括低位变形监测装置1和高位变形监测装置2,所述低位变形监测装置1包括锚头3、护套和变形传递线4,护套包括外层胶管5、中层螺旋钢管6和里层PVC润滑管7,里层PVC润滑管7的外部包裹有中层螺旋钢管6,中层螺旋钢管6的外部包裹有外层胶管5,所述变形传递线4设置于里层PVC润滑管7内且可沿里层PVC润滑管7自由移动,变形传递线4的两端均延伸于里层PVC润滑管7的外部,变形传递线4的一延伸端上固设有锚头3;所述低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的结构相同,低位变形监测装置1的护套长度大于高位变形监测装置2的护套长度。
所述外层胶管5、中层螺旋钢管6、里层PVC润滑管7和变形传递线4同轴设置。所述护管的外层胶管5的管身上沿其长度方向设置有刻度标记。所述刻度标记的间隔为0.5m。锚头3通过回填灌浆与岩土体结合在一起,尺寸可根据安装条件调整。护管的作用主要有两点,第一点是保证变形传递线4在护管内自由移动,不产生拉伸变形;第二点是对变形传递线4起空间约束作用,不产生弯曲,确保将坡体的变位准确地传递到孔口。所述变形传递线4由柔韧、防腐且自身变形小的钢丝组成,其长度可以根据滑面深度确定。所述中层螺旋钢管6可以产生拉伸变形,适应坡体的变形,同时当外层胶管5和里层PVC润滑管7均损坏后,中层螺旋钢管6能够对变形传递线4起保护作用。
所述监测仪监测滑面位错的方法,所述方法是对变形过大测斜孔中实测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
I1、将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套均下入到已变形测斜管8中,将两个锚头3延伸到护套下方,同时将两根变形传递线4的自由端延伸到护套外;
I2、将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2一同下入到已变形测斜管8中;将低位变形监测装置1的锚头3下入到实测滑面10的下方,将高位变形监测装置2的锚头3下入到实测滑面10的上方;将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套的顶端部均延伸到变形过大测斜孔9外部;向已变形测斜管8中灌浆以将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套及锚头3固定在变形过大测斜孔9内如图3所示;
I3、在低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的变形传递线4的自由端上分别标记出P2点和P1点如图4,在低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套顶端分别标记O2和O1点,此时测量P2到O2点之间的位移,记为P2O2,测量P1到O1点之间的位移,记为P1O1;当锚头3与孔口间发生相对位移时,P2点和P1点相对孔口的位移均会发生变化,即P2点运动到P22点,P1点运动到P11点,此时测量P22到O22点之间的位移,记为P22O2,测量P11到O1点之间的距离,记为P11O1;P22O2与P2O2的差值记为U2,P11O1与P1O1的差值记为U1,U2 与U1的差值即为实测滑面10发生的变形量,最终实现对变形过大测斜孔9中实测滑面10的监测如图5~6所示,获取的变形量可为滑坡稳定性评价提供依据。
所述步骤I3中,采用孔口测量装置测量U2 和U1,所述孔口测量装置包括位移传感器和自动化采集传输装置,所述位移传感器的一端与变形传递线4的自由端经螺纹头连接,另一端与自动化采集传输装置经导线连接,当变形传递线4发生位移时,位移传感器将位移信号转换成电信号,并将该电信号传递给自动化采集传输装置,自动化采集传输装置即可测出U1和U2。
所述步骤I3中,采用机械测量方式测量U1和U2,即采用游标卡尺或百分表进行测量。
所述方法是对新建测斜孔中勘测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
II1、将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套均捆绑到测斜管11上,将两个锚头3延伸到护套下方,同时将两根变形传递线4的自由端延伸到护套外;
II2、将测斜管11、低位变形监测装置1和高位变形监测装置2一同下入到新建测斜孔12中;将低位变形监测装置1的锚头3下入到勘测滑面13的下方,将高位变形监测装置2的锚头3下入到勘测滑面13的上方;将两个护套的顶端部均延伸到孔口外部;
II3、对测斜管11和新建测斜孔12之间的空间回填灌浆,以将测斜管11固定在新建测斜孔12内,同时将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套均固定在新建测斜孔12内,从而实现了将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2安装在新建测斜孔12内如图7所示;
II4、重复步骤I3即可实现对新建测斜孔12中勘测滑面13的监测。
所述方法是对勘探孔中勘测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
III1、将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2一同下入到勘探孔14中;将低位变形监测装置1的锚头3下入到勘测滑面13的下方,将高位变形监测装置2的锚头3下入到勘测滑面13的上方;将两个护套的顶端部均延伸到孔口外部;
III2、对勘探孔14中回填灌浆,以将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2的护套均固定在勘探孔14内,从而实现了将低位变形监测装置1和高位变形监测装置2安装在勘探孔14内如图8所示;
III3、重复步骤I3即可实现对勘探孔14中勘测滑面13的监测。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种滑面位错监测仪,其特征在于:它包括低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2),所述低位变形监测装置(1)包括锚头(3)、护套和变形传递线(4),护套包括外层胶管(5)、中层螺旋钢管(6)和里层PVC润滑管(7),里层PVC润滑管(7)的外部包裹有中层螺旋钢管(6),中层螺旋钢管(6)的外部包裹有外层胶管(5),所述变形传递线(4)设置于里层PVC润滑管(7)内且可沿里层PVC润滑管(7)自由移动,变形传递线(4)的两端均延伸于里层PVC润滑管(7)的外部,变形传递线(4)的一延伸端上固设有锚头(3);所述低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的结构相同,低位变形监测装置(1)的护套长度大于高位变形监测装置(2)的护套长度。
2.根据权利要求1所述的一种滑面位错监测仪,其特征在于:所述外层胶管(5)、中层螺旋钢管(6)、里层PVC润滑管(7)和变形传递线(4)同轴设置。
3.根据权利要求1所述的一种滑面位错监测仪,其特征在于:所述护管的外层胶管(5)的管身上沿其长度方向设置有刻度标记。
4.根据权利要求3所述的一种滑面位错监测仪,其特征在于:所述刻度标记的间隔为0.5m。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述监测仪监测滑面位错的方法,其特征在于:所述方法是对变形过大测斜孔中实测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
I1、将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套均下入到已变形测斜管(8)中,将两个锚头(3)延伸到护套下方,同时将两根变形传递线(4)的自由端延伸到护套外;
I2、将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)一同下入到已变形测斜管(8)中;将低位变形监测装置(1)的锚头(3)下入到实测滑面(10)的下方,将高位变形监测装置(2)的锚头(3)下入到实测滑面(10)的上方;将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套的顶端部均延伸到变形过大测斜孔(9)外部;向已变形测斜管(8)中灌浆以将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套及锚头(3)固定在变形过大测斜孔(9)内;
I3、在低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的变形传递线(4)的自由端上分别标记出P2点和P1点,在低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套顶端分别标记O2和O1点,此时测量P2到O2点之间的位移,记为P2O2,测量P1到O1点之间的位移,记为P1O1;当锚头(3)与孔口间发生相对位移时,P2点和P1点相对孔口的位移均会发生变化,即P2点运动到P22点,P1点运动到P11点,此时测量P22到O22点之间的位移,记为P22O2,测量P11到O1点之间的距离,记为P11O1;P22O2与P2O2的差值记为U2,P11O1与P1O1的差值记为U1,U2 与U1的差值即为实测滑面(10)发生的变形量,最终实现对变形过大测斜孔(9)中实测滑面(10)的监测,获取的变形量可为滑坡稳定性评价提供依据。
6.根据权利要求5所述监测仪监测滑面位错的方法,其特征在于:所述步骤I3中,采用孔口测量装置测量U2 和U1,所述孔口测量装置包括位移传感器和自动化采集传输装置,所述位移传感器的一端与变形传递线(4)的自由端经螺纹头连接,另一端与自动化采集传输装置经导线连接,当变形传递线(4)发生位移时,位移传感器将位移信号转换成电信号,并将该电信号传递给自动化采集传输装置,自动化采集传输装置即可测出U1和U2。
7.根据权利要求6所述监测仪监测滑面位错的方法,其特征在于:所述步骤I3中,采用机械测量方式测量U1和U2,即采用游标卡尺或百分表进行测量。
8.根据权利要求5所述监测仪监测滑面位错的方法,其特征在于:所述方法是对新建测斜孔中勘测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
II1、将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套均捆绑到测斜管(11)上,将两个锚头(3)延伸到护套下方,同时将两根变形传递线(4)的自由端延伸到护套外;
II2、将测斜管(11)、低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)一同下入到新建测斜孔(12)中;将低位变形监测装置(1)的锚头(3)下入到勘测滑面(13)的下方,将高位变形监测装置(2)的锚头(3)下入到勘测滑面(13)的上方;将两个护套的顶端部均延伸到孔口外部;
II3、对测斜管(11)和新建测斜孔(12)之间的空间回填灌浆,以将测斜管(11)固定在新建测斜孔(12)内,同时将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套均固定在新建测斜孔(12)内,从而实现了将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)安装在新建测斜孔(12)内;
II4、重复步骤I3即可实现对新建测斜孔(12)中勘测滑面(13)的监测。
9.根据权利要求5所述监测仪监测滑面位错的方法,其特征在于:所述方法是对勘探孔中勘测滑面的监测,其具体包括以下步骤:
III1、将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)一同下入到勘探孔(14)中;将低位变形监测装置(1)的锚头(3)下入到勘测滑面(13)的下方,将高位变形监测装置(2)的锚头(3)下入到勘测滑面(13)的上方;将两个护套的顶端部均延伸到孔口外部;
III2、对勘探孔(14)中回填灌浆,以将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)的护套均固定在勘探孔(14)内,从而实现了将低位变形监测装置(1)和高位变形监测装置(2)安装在勘探孔(14)内;
III3、重复步骤I3即可实现对勘探孔(14)中勘测滑面(13)的监测。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2020-11-03 CN CN202011208858.9A patent/CN112146616A/zh active Pending
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