CN112233379A - 一种用于危岩倾斜监测预警的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于危岩倾斜监测预警的装置及方法。在不稳定斜坡上按“Z”字形布设多个监测点；在各个监测点上安装监测预警装置，各监测预警装置通过传输线路与电脑终端连接；当岩体发生倾斜时，监测预警装置发出声光报警信号。同时，终端电脑通过对监测预警装置传输数据的分析，得到该监测点的具体倾倒程度和倾倒方向；终端电脑对不同监测点所传输的数据进行综合分析，进一步判断出区域性的岩体斜坡的稳定性状态。本发明为岩体倾倒的正确分析评价、预测预报及治理提供可靠资料和科学依据。本发明适用于山体危岩倾斜监测的技术领域。

Description

一种用于危岩倾斜监测预警的装置及方法

技术领域

本发明属于山体危岩倾斜监测的技术领域，具体地说，涉及一种用于危岩倾斜监测预警的装置及方法。

背景技术

我国是一个多山的国家，坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害频发，在这些地质灾害当中，发生最广泛，灾情最严重的当属倾斜坍塌灾害。正是由于倾斜坍塌灾害发生的时间、地点和强度难以事先准确预测，才导致倾斜坍塌能够造成如此严重的损害。据不完全统计，全国有70多座城市和400多个县市受到倾斜坍塌灾害的威胁，年均经济损失达15-23亿元。特别是西部地区，每年因倾斜坍塌灾害造成的直接经济损失约200亿人民币。因此倾斜坍塌灾害的预防和治理工作得到了迅速地发展。其中，倾斜坍塌等地质灾害监测预警是减轻倾斜坍塌等地质灾害所带来危害的重要手段。

发明内容

本发明提供一种用于危岩倾斜监测预警的装置及方法，用以为岩体倾斜的分析评价、预测预报及治理提供可靠资料和科学依据。

为实现上述目的，本发明所采用的监测预警装置如下：

一种用于危岩倾斜监测预警的装置，包括内部被分隔为预警室和撞击监测室的箱体，所述箱体的底部固定于监测区域的表面上，于撞击监测室的底面的中心位置处放置有撞击球，于撞击监测室的周壁上布满压力传感器，于所述预警室内安装有警示灯及鸣响器。

进一步的，所述预警室和撞击监测室自下而上设置，且二者经太阳能板分隔开来，所述压力传感器、警示灯及鸣响器均与太阳能板电连接，撞击球放置于太阳能板的中心处。

进一步的，所述太阳能板的中心处下凹，用以放置撞击球。

进一步的，所述箱体为透明材质制作而成。

本发明还公开了一种用于危岩倾斜监测方法，包括如下步骤：

S1、在不稳定斜坡上离散地选取多个监测点；

S2、在各个监测点上安装监测预警装置，各监测预警装置通过传输线路与电脑终端连接；

S3、当岩体发生倾倒，监测预警装置发出声光报警信号，同时，终端电脑通过对监测预警装置传输数据的分析，得到该监测点的具体倾倒程度和倾倒方向；

S4、终端电脑对不同监测点所传输的数据进行综合分析，进一步判断出区域性的岩体斜坡的稳定性状态。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：①监测判断岩体的倾斜程度，并将其定量描述。即通过撞击球的压力来计算出岩体的倾斜角度，以便人们直观地认识岩体的倾斜程度，进而采取相应的预防措施；②监测判断岩体的倾斜方向，为岩体倾倒的精准防治和人们逃生路线提供依据；③监测预警装置可于事故地第一时间发出声光报警，为山区城镇和村庄提供一种有效、简便的全天候岩体倾斜预警方法；④通过本发明的布设监测，可评价区域性的岩体斜坡的稳定性状态，对区域性斜坡治理具有重要意义。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例布置示意图；

图3为本发明多个监测预警装置布置在岩体顶端的示意图。

标注部件：1-箱体，2-预警室，3-撞击监测室，4-太阳能板，5-撞击球，6-警示灯，7-鸣响器，8-传输线路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种用于危岩倾斜监测预警的装置，如图1所示，包括箱体1、撞击球5、警示灯6及鸣响器7。其中，箱体1的内部被分隔为预警室2和撞击监测室3，箱体1的底部固定在相对应的监测区域的表面上，撞击监测室3的底面为平面和凹面组成，该凹面位于底面的中心处，凹面与水平面切角为7°，撞击球5放置在撞击监测室3的底面的中心位置处，在撞击监测室3的周壁上布满压力传感器，警示灯6和鸣响器7安装在预警室2内，且压力传感器、警示灯6及鸣响器7均通过传输线路8与终端电脑连接，由太阳能板4供电。本发明的工作原理及优势在于：当山体被监测的区域发生倾倒时，箱体1随山体倾斜，其内部的撞击球5沿倾斜的方向滚动，并撞击在撞击监测室3周壁上的相对应的压力传感器上，该压力传感器将信号经传输线路8传递至终端电脑，终端电脑根据该压力传感器的位置及所接收的压力信号，分析得出岩体倾斜方向和倾斜程度。另外，警示灯6和鸣响器7将在撞击球撞击监测室的第一时间发出声光警报，用以警示附近的民众及时疏散。

作为本发明的一个优选的实施例，撞击球5的直径为3cm，抛光使其表面圆滑，重量为200g，受到重力为G＝0.2kg×9.8N/kg＝19.6N。箱体1用于将仪器固定在土坡或岩石上，可利用混凝土浇筑或螺丝固定。

作为本发明的一个优选的实施例，预警室2和撞击监测室3自下而上设置，且二者经太阳能板4分隔开来，压力传感器、警示灯6及鸣响器7均与太阳能板4电连接，撞击球5放置于太阳能板4的中心处；太阳能板4的作用是为压力传感器、警示灯6及鸣响器7提供电源，并且起到承载撞击球5的作用；本实施例箱体1为透明材质制作而成，目的是便于太阳能板4吸收太阳能，且便于警示灯6的灯光透出。本实施例为了防止撞击球5在山体受到恶劣天气影响而发生误动作的现象，太阳能板4的中心处下凹，撞击球5放置在该下凹处的中心。

本发明还公开了一种用于危岩倾斜监测方法，如图2所示，包括如下步骤：

S1、在不稳定斜坡上离散地选取多个监测点，本发明优选的选取方式为图3中所示的“Z”字形；

S2、在各个监测点上安装监测预警装置，每个监测预警装置均通过传输线路8与电脑终端连接；

S3、当岩体发生倾倒，监测预警装置发出声光报警信号。同时，终端电脑通过对监测预警装置传输数据的分析，得到该监测点的具体倾倒程度和倾倒方向；

例：当本发明的装置布置处斜坡发生变形，则圆盒中的钢球则从圆盒底部中心位置滑走，接触到侧壁，侧壁检测到所受小球的压力为F₂＝5N，则可计算得到斜坡倾斜角度为15°，计算过程如下：

S4、终端电脑对不同监测点所传输的数据进行分析，进一步判断区域性的岩体斜坡的稳定性状态。

例：

表1区域稳定性评价示例

本发明的工作原理及优势在于：①监测判断岩体的倾斜程度，并将其定量描述。也即通过撞击球的压力来计算出岩体的倾斜角度，以便人们直观地认识岩体的倾斜程度，进而采取相应的预防措施；②监测判断岩体的倾斜方向，为岩体倾倒的精准防治和人们逃生路线提供依据；③监测预警装置可于事故地第一时间发出声光报警，为山区城镇和村庄提供一种有效、简便的全天候岩体倾斜预警方法；④通过本发明的布设监测，可评价区域性的岩体斜坡的稳定性状态，将对区域性斜坡治理具有重要意义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种用于危岩倾斜监测预警的装置，其特征在于：包括内部被分隔为预警室和撞击监测室的箱体，所述箱体的底部固定于相对应的监测区域的表面上，且撞击监测室的底面中心处为凹面，其与水平面切角为7°，于撞击监测室的底面的中心位置处放置有撞击球，于撞击监测室的周壁上布满压力传感器，于所述预警室内安装有警示灯及鸣响器。

2.根据权利要求1所述的一种用于危岩倾斜监测预警的装置，其特征在于：所述预警室和撞击监测室自下而上设置，且二者经太阳能板分隔开来，所述压力传感器、警示灯及鸣响器均与太阳能板电连接，撞击球放置于太阳能板的中心处。

3.根据权利要求1所述的一种用于危岩倾斜监测预警的装置，其特征在于：所述箱体为透明材质制作而成。

4.一种用于危岩倾斜监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在不稳定斜坡上离散地选取多个监测点；

S2、在各个监测点上安装监测预警装置，各监测预警装置通过传输线路与电脑终端连接；

S3、当岩体发生倾倒，监测预警装置发出声光报警信号。同时，终端电脑通过对监测预警装置传输数据的分析，得到该监测点的具体倾倒程度和倾倒方向；

S4、终端电脑对不同监测点所传输的数据进行综合分析，进一步判断出区域性的岩体斜坡的稳定性状态。

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