CN112924070B - 土压力监测站及地灾检测预警系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种土压力监测站及地灾检测预警系统，其包括车体，所述车体的两侧均设有若干移动轮，所述车体上设有若干用于定位车体的定位件；所述车体上还设有用于在地基上打孔的钻孔组件和用于埋设在地基中的检测组件；所述车体上设有与所述检测组件电连接，且用于输出检测组件生成的检测数据的处理器。使用钻孔组件打出孔洞，而后将检测组件埋设到孔洞中，对土压力进行监测，并输出检测数据，由于钻孔组件和检测组件均位于车体上，因此当需要更换监测位置时，直接移动车体即可，方便快捷。本申请具有有助于缩短土压力监测站建设工期的效果。

Description

土压力监测站及地灾检测预警系统

技术领域

本申请涉及地质监测的领域，尤其是涉及一种土压力监测站及地灾检测预警系统。

背景技术

在地基工程或坡体修复工程中，经常会发生滑坡现象，对工人的生命安全产生了较大的威胁。为了控制滑坡现象发生的频率和几率，采用滑坡土压力监测技术对地基或坡体的土压力进行监测。

相关技术见申请号为2017110994924的发明专利，公开了一种土压力监测站，包括由混凝土材料制成的抗滑桩，抗滑桩埋设于地基内；若干设于抗滑桩一侧、且位于地基内的压力传感装置和与压力传感装置电连接的数据采集终端。还包括由混凝土浇筑成型的底座，底座上设有立柱，立柱上设有避雷单元，数据采集终端安装在立柱上。当地基中的土壤发生移动时，挤压压力传感装置，压力传感装置生成压力数据，并传输给数据采集终端。人们通过数据采集终端获知压力数据，从而对地质情况进行判断，有效控制滑坡现象的发生，提高工人的安全系数。

针对上述中的相关技术，发明人认为浇筑底座需要等待混凝土干固，且需要搭设立柱、避雷单元等装置，建设监测站的工期较长。

发明内容

为了有助于缩短监测站建设工期，本申请提供一种土压力监测站及地灾检测预警系统。

第一方面，本申请提供的一种土压力监测站采用如下的技术方案：

一种土压力监测站，包括车体，所述车体的两侧均设有若干移动轮，所述车体上设有若干用于定位车体的定位件；所述车体上还设有用于在地基上打孔的钻孔组件和用于埋设在地基中的检测组件；所述车体上设有与所述检测组件电连接，且用于输出检测组件生成的检测数据的处理器。

通过采用上述技术方案，需监测某一地基或坡体的土压力时，驱动车体到监测位置，使用钻孔组件在地基或坡体上打出具有一定深度的孔洞。而后再驱动车体，使检测组件位于孔洞的正上方，将检测组件插入到孔洞中，使用土壤填充孔洞，并压实土壤。处理器实时输出检测数据，人们通过检测数据得知土压力的变化，从而对地基或坡体的土压力进行监测。一旦土压力发生变化，人们便可得知，而后制定针对性计划，减少损失，保护工人的生命安全。由于钻孔组件、检测组件和车体均可重复使用，且通过定位件定位车体，无需担心车体的稳定性。既能够保证检测数据的真实性和稳定性，又有助于缩短监测站建设工期。

可选的，所述钻孔组件包括转动设置在车体上且竖直设置的钻孔丝杆，所述钻孔丝杆的一侧设有与车体连接的丝杆驱动器，所述丝杆驱动器的输出端与所述钻孔丝杆之间套设有钻孔皮带；

所述钻孔丝杆上设有旋转螺母，所述旋转螺母连接有水平设置的钻孔安装板，所述钻孔安装板的上表面安装有钻孔驱动器，所述钻孔驱动器的输出端连接有竖直设有的传动杆，所述传动杆的外周面上固定连接有位于所述钻孔安装板下方的螺旋叶片；所述车体上开设有贯穿车体上下表面且用于供所述螺旋叶片穿过的钻孔通槽；

所述螺旋叶片远离钻孔丝杆的一侧设有竖直设置且与车体固定连接的钻孔导杆，所述钻孔安装板与所述钻孔导杆滑动设置。

通过采用上述技术方案，丝杆驱动器用于带动钻孔丝杆转动，从而带动钻孔安装板沿竖直方向移动；钻孔驱动器用于带动传动杆转动，从而带动螺旋叶片转动。钻孔驱动器和丝杆驱动器同时启动后，使传动杆和螺旋叶片在沿竖直方向移动的同时，沿水平方向转动，螺旋叶片与土壤接触后，生成孔洞。钻孔组件结构简单、操作方便，安装和维护均便捷，无论是制造还是维护，均有助于缩短监测站的工期。

可选的，所述钻孔通槽的两侧均设有与车体滑动设置的挡土板，所述挡土板竖直设置；所述挡土板位于车体下方的侧壁上固定连接有水平设置的金属板，所述车体的下表面对应设有用于吸附所述金属板的第一磁性板。

通过采用上述技术方案，在钻孔组件开始钻孔前，向下移动挡土板，挡土板与地面接触后开始钻孔。钻孔时被螺旋叶片传输到地面上的土壤受到挡土板的限位，不易飞溅到较远处，从而便于后期将土壤回填到插入有检测组件的孔洞中，有助于缩短监测站的建设工期。此外，钻孔结束后，工人向上提拉挡土板，金属板与第一磁性板接触，第一磁性板吸附金属板，固定挡土板，使挡土板不易向下移动，从而不易影响车体的移动。

可选的，所述挡土板的上端设有与两个挡土板均连接的金属把手；所述钻孔安装板的下表面设有用于吸附所述金属把手的第二磁性板。

通过采用上述技术方案，金属把手与两个挡土板均连接，工人无需分别移动两个挡土板，通过金属把手即可一次性带动两个挡土板移动，方便快捷，便于缩短监测站的建设工期。此外，当钻孔安装板下降一定高度后，孔洞即具有一定深度，此时第二磁性板与金属把手接触。工人控制钻孔安装板上移，第二磁性板自动带动挡土板上移，无需工人操作。

可选的，所述检测组件包括竖直设置的安装管，所述安装管上安装有压力传感件；所述安装管的两侧均设有竖直设置且与车体固定连接的检测导杆，所述安装管的上端设有与所述检测导杆滑动设置的套环；所述车体上设有贯穿车体上下表面且用于供安装管和压力传感件穿过的检测通槽。

通过采用上述技术方案，工人向下移动安装管，安装管带动压力传感件下移，穿过检测通槽，插入到孔洞中。而后工人向孔洞中填埋土壤，使压力传感件埋设在地基或坡体中，对土压力进行检测，并生成检测数据。检测导杆具有导向作用，有助于提高安装管移动的精度，使压力传感件插入到孔洞中后不易发生歪斜，从而便于精确地对土压力进行检测。

可选的，所述压力传感件设有若干个，且若干个所述压力传感件沿安装管的长度方向分布。

通过采用上述技术方案，若干个压力传感件便于对不同深度的土压力进行检测，从而有助于提高检测精度，便于人们通过检测数据得出更为准确的估算结果。

可选的，所述压力传感件为钢弦式压力盒、油腔压力盒和薄膜式压力盒中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，钢弦式压力盒、油腔压力盒和薄膜式压力盒具有较好的稳定性、防水性，有利于长期埋设在土壤中进行土压力检测。从而减小了维护成本和维护频率，便于监测站的建设，缩短建设工期。

可选的，所述定位件包括螺杆，所述螺杆的一端固定连接有定位板，所述定位板中开设有定位孔，所述定位孔中设有锚固杆；所述车体上开设有若干螺纹孔，所述螺杆通过所述螺纹孔与车体螺纹连接。

通过采用上述技术方案，需要定位车体时，旋拧螺杆，使定位板向下移动。当定位板与地面接触后，将锚固杆敲打到土壤中，对定位板进行固定，由于定位件设有若干个，因此有助于提高车体的稳定性，使车体不易发生移动，从而有助于保证监测的稳定性。

可选的，所述车体上设有若干与定位件一一对应的连接绳，所述连接绳的一端与车体连接，所述连接绳的另一端设有自锁安全钩；所述螺杆的上端面固定连接有用于供所述自锁安全钩钩挂的挂环。

通过采用上述技术方案，当使用定位件不便于将车体定位时，例如需要将车体定位在坡体附近，则使用连接绳固定车体，操作简单，方便快捷，一方面有助于缩短建设工期，另一方面便于提高车体的稳定性。

第二方面，本申请提供的一种地灾检测预警系统采用如下的技术方案：

一种地灾检测预警系统，包括土压力监测站；

处理端，用于获取并通过显示屏显示处理器输出的检测数据。

通过采用上述技术方案，便于相关负责人实时获知检测数据，从而对地基或坡体的稳定性做出判断，减少灾害的发生，保证人身和财产安全。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.使用钻孔组件打出孔洞，而后将检测组件埋设到孔洞中，对土压力进行监测，并输出检测数据，由于钻孔组件和检测组件均位于车体上，因此当需要更换监测位置时，直接移动车体即可，方便快捷，有助于缩短监测站建设工期；

2.车体上滑动设置有多个挡土板，挡土板对钻孔时产生的土壤进行阻挡，使土壤不易飞溅到较远的距离，从而便于后期工人将土壤回填到孔洞中，方便施工，减少工人的工作量，有助于缩短监测站建设工期；

3.安装管上设有若干压力传感件，便于对不同深度的土压力进行检测，有助于提高检测精度，便于相关人员根据检测数据判断基坑或坡体的稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例的土压力监测站的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的土压力监测站的爆炸视图；

图3是本申请实施例的土压力监测站的剖面图；

图4是图3中A部分的局部放大示意图；

图5是本申请实施例的地灾检测预警系统的结构视图。

附图标记说明：1、车体；11、移动轮；12、处理器；13、钻孔通槽；14、挡土板；141、金属板；142、金属把手；15、第一磁性板；16、检测导杆；17、检测通槽；18、螺纹孔；19、连接绳；191、自锁安全钩；2、定位件；21、螺杆；22、定位板；23、定位孔；24、锚固杆；25、挂环；3、钻孔组件；31、钻孔丝杆；32、丝杆驱动器；33、钻孔皮带；34、钻孔安装板；341、第二磁性板；35、钻孔驱动器；36、传动杆；37、螺旋叶片；38、钻孔导杆；4、检测组件；41、安装管；42、压力传感件；43、套环；5、处理端。

具体实施方式

本申请实施例公开一种土压力监测站。

参照图1，土压力监测站包括车体1、定位件2、钻孔组件3和检测组件4。车体1用于带动钻孔组件3和检测组件4移动；钻孔组件3用于在地基上打出孔洞；检测组件4用于埋设在孔洞中，对地基的土压力进行实时监测并生成检测数据。还包括安装在车体1上、与检测组件4电连接、用于输出检测组件4生成的检测数据的处理器12，处理器12可以是MCU、集成芯片、PLC控制系统或单片机系统。由于钻孔组件3和检测组件4均位于车体1上，因此当需要更换监测位置时，工人将埋设在地基中的检测组件4取出，再驱动车体1移动，到达下一监测位置后，埋设检测组件4即可，有助于缩短土压力监测站的建设工期。

参照图2，车体1长度方向的两侧均设有若干移动轮11，移动轮11通过转动轴杆与车体1转动设置，移动轮11可以是定向轮也可以是万向轮，便于车体1的移动。

钻孔组件3包括钻孔丝杆31、丝杆驱动器32、钻孔皮带33、钻孔安装板34、钻孔驱动器35、传动杆36和螺旋叶片37。钻孔丝杆31竖直设置，下端与车体1的上表面通过轴承转动连接。钻孔丝杆31的外周侧设有与车体1焊接且竖直设置的支架，钻孔丝杆31的上端通过轴承与支架转动连接，有助于提高钻孔丝杆31的稳定性。丝杆驱动器32与车体1连接且竖直设置，丝杆驱动器32设置为旋转电机。钻孔皮带33整体呈环形，一端套设在丝杆驱动器32的输出端，另一端套设在钻孔丝杆31上。启动丝杆驱动器32后，钻孔皮带33带动钻孔丝杆31转动。钻孔丝杆31上设置有旋转螺母，钻孔安装板34与旋转螺母固定连接且水平设置。钻孔丝杆31转动时，驱动旋转螺母带动钻孔安装板34沿竖直方向移动。

参照图2，钻孔驱动器35安装在钻孔安装板34的上表面，钻孔驱动器35竖直设置，钻孔驱动器35设置为旋转电机。传动杆36位于钻孔驱动器35的下端，竖直设置。传动杆36的上端穿设钻孔安装板34与钻孔驱动器35的输出端固定连接。螺旋叶片37固定连接在传动杆36的外周面上，且位于钻孔安装板34的下方。启动钻孔驱动器35后，钻孔驱动器35带动传动杆36转动，螺旋叶片37跟随传动杆36同步转动。

参照图2，车体1上开设有贯穿车体1上下表面的钻孔通槽13，钻孔通槽13用于供螺旋叶片37穿过。需要在地基上打孔时，启动丝杆驱动器32，使钻孔安装板34向下移动；同时启动钻孔驱动器35，使传动杆36和螺旋叶片37转动。随着钻孔安装板34的下移，螺旋叶片37穿过钻孔通槽13与地基的表面接触，在地基上钻出孔洞。

参照图2，螺旋叶片37远离钻孔丝杆31的一侧设有竖直设置且与车体1固定连接的钻孔导杆38，具体的，钻孔导杆38与车体1焊接。钻孔安装板34与钻孔导杆38滑动设置，即钻孔安装板34上设有贯穿钻孔安装板34上下表面的滑动孔，钻孔导杆38穿设在滑动孔中。

参照图2，钻孔通槽13的两侧均设有与车体1滑动设置的挡土板14，挡土板14竖直设置，且一部分延伸至车体1上方，一部分延伸至车体1的下方。结合图3，挡土板14位于车体1下方的侧壁上固定连接有水平设置的金属板141，金属板141设置为铁板。车体1的下表面与金属板141对应设有第一磁性板15，第一磁性板15设置为磁铁，用于吸附对应位置的金属板141。在钻孔前，向下移动挡土板14，使挡土板14的下端与地基表面接触，而后开始钻孔，使钻孔时产生的土壤受到挡土板14的限制，不易飞溅到较远处，便于工人后期回填土壤。

参照图2，挡土板14的上端设有与两个挡土板14均固定连接的金属把手142，金属把手142由铁制成。钻孔安装板34的下表面设有用于吸附金属把手142的第二磁性板341。在本实施例中，金属把手142供设置有两个，因此第二磁性板341也设置有两个。当第二磁性板341靠近金属把手142时，吸附金属把手142，因此当钻孔安装板34向上移动时，即可自动带动挡土板14上移，完成挡土板14的收纳。

参照图2，检测组件4包括竖直设置的安装管41，安装管41的内部为中空结构，上端设置有开口。安装管41上安装有压力传感件42，压力传感件42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。压力传感件42设置有若干个，且若干个压力传感件42沿安装管41的长度方向，即竖直方向分布，便于对地基中不同高度的土压力进行检测。安装管41的两侧均设有竖直设置且与车体1上表面固定连接的检测导杆16，安装管41的上端设有与检测导杆16滑动设置的套环43。工人驱动安装管41向下移动时，套环43沿检测导杆16的长度方向滑动设置。

为了便于将压力传感件42插入到地基中，参照图2，车体1上设有贯穿车体1上下表面且用于供安装管41和压力传感件42穿过的检测通槽17。通过钻孔组件3在地基上打好孔洞后，移动车体1，使检测通槽17位于孔洞的正上方，而后驱动安装管41向下移动，即可带动压力传感件42穿过检测通槽17插入到孔洞中，方便快捷。

参照图2，定位件2设置有若干个，且均与车体1连接，用于定位车体1。具体的，在本实施例中，定位件2共设置有四个，四个定位件2分布在车体1的四个边角。定位件2包括螺杆21，车体1上开设有若干贯穿车体1上下表面的螺纹孔18，螺纹孔18与定位件2一一对应设置。螺杆21通过螺纹孔18与车体1螺纹连接，螺杆21的下端固定连接有水平设置的定位板22，定位板22中开设有若干定位孔23，定位孔23贯穿定位板22的上下表面。每个定位孔23中均活动设置有锚固杆24，需要定位车体1时，旋拧螺杆21，使螺杆21向下移动，当定位板22与地基表面接触后，将锚固杆24敲打到地基中即可将车体1固定。

参照图4，车体1上设有若干与定位件2一一对应的连接绳19，连接绳19可以是钢绳或铁链。连接绳19的一端与车体1连接，若连接绳19为钢绳，则可将连接绳19的一端与车体1焊接；若连接绳19为铁链，则可在车体1上焊接固定环，而后将铁链一端的铁环套设到固定环上。连接绳19的另一端连接有自锁安全钩191，螺杆21的上端面固定连接有用于供对应自锁安全钩191钩挂的挂环25。螺杆21靠近连接绳19的一侧设有与车体1上表面焊接的竖直杆，在连接绳19不使用时，将连接绳19缠绕在竖直杆上，而后将自锁安全钩191钩挂在挂环25上，方便连接绳19的收纳。当车体1不便于定位时，工人可将连接绳19拉扯到距离车体1较远处，而后将连接绳19远离车体1的一端固定在不易发生移动的结构上，例如树木、围栏等。

实施例1的实施原理为：需要对地基的土压力进行监测时，驱动车体1到监测位置，而后启动丝杆驱动器32和钻孔驱动器35，使传动杆36下移的同时旋转，通过螺旋叶片37在地基中打出孔洞。而后工人再驱动车体1，使安装管41位于孔洞的正上方，向下按压安装管41，安装管41带动压力传感件42插入到孔洞中。工人将土壤填到孔洞中，并压实。将压力传感件42与处理器12电连接，处理器12即将检测数据输出。土压力监测站建设方便，工期短。

本申请实施例还公开一种地灾检测预警系统。参照图5，地灾检测预警系统包括至少一个土压力监测站和处理端5，处理端5设置为PC端，用于获取处理器12输出的检测数据，并将检测数据通过显示屏显示，供相关负责人查看。具体的，处理器通过无线连接的方式将检测数据传输给处理端，无线连接可以通过WiFi、4G和/或蓝牙实现。

本申请实施例一种地灾检测预警系统的实施原理为：相关负责人通过查看显示屏上的检测数据，判断地基的稳定性。若检测数据反应出压力传感件42受到的土压力较大，则有地基滑坡或坍塌的几率，此时相关负责人即可组织相关工人撤离，并制定计划提高地基的稳定性，保证工人的生命安全和财产安全。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种土压力监测站，其特征在于：包括车体(1)，所述车体(1)的两侧均设有若干移动轮(11)，所述车体(1)上设有若干用于定位车体(1)的定位件(2)；所述车体(1)上还设有用于在地基上打孔的钻孔组件(3)和用于埋设在地基中的检测组件(4)；所述车体(1)上设有与所述检测组件(4)电连接，且用于输出检测组件(4)生成的检测数据的处理器(12)；

所述钻孔组件(3)包括转动设置在车体(1)上且竖直设置的钻孔丝杆(31)，所述钻孔丝杆(31)的一侧设有与车体(1)连接的丝杆驱动器(32)，所述丝杆驱动器(32)的输出端与所述钻孔丝杆(31)之间套设有钻孔皮带(33)；

所述钻孔丝杆(31)上设有旋转螺母，所述旋转螺母连接有水平设置的钻孔安装板(34)，所述钻孔安装板(34)的上表面安装有钻孔驱动器(35)，所述钻孔驱动器(35)的输出端连接有竖直设有的传动杆(36)，所述传动杆(36)的外周面上固定连接有位于所述钻孔安装板(34)下方的螺旋叶片(37)；所述车体(1)上开设有贯穿车体(1)上下表面且用于供所述螺旋叶片(37)穿过的钻孔通槽(13)；

所述螺旋叶片(37)远离钻孔丝杆(31)的一侧设有竖直设置且与车体(1)固定连接的钻孔导杆(38)，所述钻孔安装板(34)与所述钻孔导杆(38)滑动设置；

所述钻孔通槽(13)的两侧均设有与车体(1)滑动设置的挡土板(14)，所述挡土板(14)竖直设置；所述挡土板(14)位于车体(1)下方的侧壁上固定连接有水平设置的金属板(141)，所述车体(1)的下表面对应设有用于吸附所述金属板(141)的第一磁性板(15)；

所述挡土板(14)的上端设有与两个挡土板(14)均连接的金属把手(142)；所述钻孔安装板(34)的下表面设有用于吸附所述金属把手(142)的第二磁性板(341)。

2.根据权利要求1所述的土压力监测站，其特征在于：所述检测组件(4)包括竖直设置的安装管(41)，所述安装管(41)上安装有压力传感件(42)；所述安装管(41)的两侧均设有竖直设置且与车体(1)固定连接的检测导杆(16)，所述安装管(41)的上端设有与所述检测导杆(16)滑动设置的套环(43)；所述车体(1)上设有贯穿车体(1)上下表面且用于供安装管(41)和压力传感件(42)穿过的检测通槽(17)。

3.根据权利要求2所述的土压力监测站，其特征在于：所述压力传感件(42)设有若干个，且若干个所述压力传感件(42)沿安装管(41)的长度方向分布。

4.根据权利要求3所述的土压力监测站，其特征在于：所述压力传感件(42)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。

5.根据权利要求1所述的土压力监测站，其特征在于：所述定位件(2)包括螺杆(21)，所述螺杆(21)的一端固定连接有定位板(22)，所述定位板(22)中开设有定位孔(23)，所述定位孔(23)中设有锚固杆(24)；所述车体(1)上开设有若干螺纹孔(18)，所述螺杆(21)通过所述螺纹孔(18)与车体(1)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的土压力监测站，其特征在于：所述车体(1)上设有若干与定位件(2)一一对应的连接绳(19)，所述连接绳(19)的一端与车体(1)连接，所述连接绳(19)的另一端设有自锁安全钩(191)；所述螺杆(21)的上端面固定连接有用于供所述自锁安全钩(191)钩挂的挂环(25)。

7.一种地灾检测预警系统，其特征在于：包括如权利要求1-6中任一项所述的土压力监测站；

处理端(5)，用于获取并通过显示屏显示处理器(12)输出的检测数据。

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