CN113566881B - 一种滑体钻孔外多传感器布设装置及布设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种滑体钻孔外多传感器布设装置及布设方法,套管沿上下向延伸,相邻两个套管之间通过多个连杆机构连接;连杆机构包括两个支架,两个支架通过第一销轴铰接形成铰接部,连杆机构上下两端分别与相邻两个套管通过第二销轴铰接,连杆机构上固定有传感器,连杆机构具有沿竖向延伸的初始状态、和铰接部向外顶伸位于套管外侧的顶伸状态;驱动机构驱动顶进部朝向连杆机构的方向移动,以将铰接部由初始状态顶入至顶伸状态;下压设备用于对位于最顶部的套管顶端施加向下的压力,使铰接部顶入钻孔侧壁内。本发明提出的技术方案的有益效果是:将钻孔内的集成传感器布设工作转移到地面钻孔外,通过增加布设机械的选择性,操作简单,自动化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及地质灾害监测与防治技术领域,尤其涉及一种滑体钻孔外多传感器布设装置及布设方法。
背景技术
滑坡地质灾害是一类较常见的地质灾害,对群众生命财产构成严重威胁,其中,占70%的大型滑坡是造成重大人员伤亡和社会影响重要因素。滑坡地质灾害的专业监测与预警系统建设是科学主动防范地质灾害、减少地质灾害造成人员伤亡和财产损失的重要手段。科学技术的进步推动着各类监测对象对应的监测技术的发展,能够在滑坡地质灾害出现之前为监测人员提供一定的预警信息,从而可以提早采取工程措施对滑体进行应急处置,避免了人财损失的后果。
近些年,针对“滑坡多场演化与致灾机理”的关键科学问题,为实现应力场、重力场、渗流场和位移场等多场信息特征参数的综合监测,构建滑坡多场演化过程综合监测的新体系,亟需解决多场信息特征变量联合自动监测的技术问题。解决变形、应力、温度、水文等多参数的实时自动化监测中传感器布设与类型分散、信息利用率低、精度低、融合度低等问题。尽管基于此,“一孔多测”的监测理念被提出并被工程地质学家重视,通过布设探头将相关集成传感器布设入孔外土体成为一个重要技术路线,但面对狭小空间,布设探头的布设精度以及布设强度能否应对实际地下情况尚不明确。因此,将集成传感器布设手段转移到孔外地表不失为一个新的重要思路。基于此,发展一套高效可靠的滑坡深部“一孔多测”的多地质信息监测技术具有重要意义。
发明内容
有鉴于此,为解决上述问题,本发明的实施例提供了一种滑体钻孔外多传感器布设装置及布设方法。
本发明的实施例提供一种滑体钻孔外多传感器布设装置,包括:
监测体,用于下放至钻孔中,包括多个套管、多个连杆机构和传感器,所述套管沿上下向延伸,多个所述套管在上下向间隔设置,相邻两个所述套管之间通过多个所述连杆机构连接,多个所述连杆机构在所述套管周向上间隔设置;所述连杆机构包括两个支架,两个所述支架通过第一销轴铰接形成铰接部,所述连杆机构上下两端分别与相邻两个所述套管通过第二销轴铰接,所述连杆机构上固定有所述传感器,所述连杆机构具有沿竖向延伸的初始状态、和所述铰接部向外顶伸位于所述套管外侧的顶伸状态;
监测体布设系统,包括布设探头,所述布设探头用于下放至套管内与所述连杆机构相对的位置,包括驱动机构和多个顶进部,所述顶进部和所述连杆机构一一对应设置,所述顶进部和所述驱动机构连接,所述驱动机构驱动所述顶进部朝向所述连杆机构的方向移动,以将所述铰接部由初始状态顶入至顶伸状态;
下压设备,用于对位于最顶部的所述套管顶端施加向下的压力,以减小相邻所述套管之间的距离,使所述铰接部顶入钻孔侧壁内。
进一步地,所述套管与所述连杆机构对应的位置开设有两侧开口的缺口,所述缺口具有第一开口和第二开口,所述第一开口朝向相邻所述套管,所述第二开口朝向所述套管外侧,所述支架与所述缺口通过所述第二销轴铰接,所述连杆机构位于初始状态时,所述支架位于所述第一开口内,所述连杆机构位于顶伸状态时,所述支架位于所述第一开口和第二开口内。
进一步地,还包括锁止机构,所述锁止机构包括薄板和偏心轮;
所述薄板远离所述第一开口的一端固定于所述缺口内,所述薄板上固定有环形凸台,所述环形凸台内侧设有内轮齿,所述环形凸台位于所述第二销轴外围;所述支架与所述环形凸台相对的位置凸设有凸起,所述凸起外侧设有与所述内轮齿相啮合的外轮齿,所述环形凸台的内径比所述凸起外径大,所述凸起位于所述环形凸台内;
所述套管内侧壁与所述缺口相对的侧壁贯穿设有通孔,所述偏心轮转动安装于所述套管内侧,所述偏心轮的偏心部位于所述通孔内抵住所述薄板,使所述内轮齿与所述外轮齿相啮合,所述偏心轮远离所述薄板的一侧固定有把手,所述把手沿水平设置且位于所述套管内;
所述布设探头与所述把手相对的位置设有推块,所述布设探头向上移动时,所述推块与所述把手干涉,向上推动所述把手使所述偏心轮转动,从而使所述偏心部远离所述薄板。
进一步地,所述锁止机构还包括隔板,所述薄板设有两个,分别位于所述支架两侧,所述套管内侧壁固定有底座,所述底座与所述通孔相对,所述偏心轮通过第三销轴安装于所述底座上,所述隔板位于所述通孔内,且位于所述底座和所述薄板之间,所述隔板面向所述薄板的一侧与两个所述薄板相抵。
进一步地,两个所述薄板背对的一侧均固定有楔形体,所述楔形体与所述缺口侧壁相抵,所述隔板与两个所述楔形体相对的位置设有楔形块,所述楔形体的齿口和所述楔形块的齿口相配合,所述楔形块与所述缺口侧壁之间具有间隙。
进一步地,所述布设探头包括壳体,所述壳体周向开设有多个沿所述套管径向延伸的容纳槽,所述容纳槽与所述连杆机构一一对应设置,所述容纳槽的槽口朝向所述连杆机构,所述推块固定于所述壳体上;
所述顶进部一端位于所述容纳槽内、且与所述容纳槽通过压缩弹簧连接,另一端位于所述壳体外,所述顶进部位于所述壳体外的一端与所述套管内侧壁相抵,所述压缩弹簧处于压缩状态,所述布设探头向上移动至与所述连杆机构相对的位置时,压缩弹簧由于弹性恢复作用,压缩弹簧向外推动连杆机构,使铰接部向外顶伸至顶伸状态,多个所述压缩弹簧构成所述驱动机构。
进一步地,所述顶进部位于所述壳体外的一端在横截面上呈扇形设置。
进一步地,所述顶进部外端嵌设有滚珠,所述滚珠与所述套管内侧壁相抵。
进一步地,还包括监测系统,所述监测系统包括混凝土墩、通讯装置和太阳能供电模块,所述混凝土墩建造于钻孔旁的稳定地面,所述通讯装置和太阳能供电模块固定于所述混凝土墩上,所述通讯装置与所述传感器电连接,实现监测数据的收集、预处理与传输,所述太阳能供电模块与所述通讯装置、所述传感器电连接,实现监测过程中的持续性电力供应。
本发明的实施例还提供一种布设方法,且特征在于,基于如上所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,包括以下步骤:
S1在滑体表面勘测后确定监测位置,于预定位置施工钻孔,将监测体下放到钻孔中,连杆机构位于初始状态;
S2将布设探头下放至与连杆机构相对的位置,利用驱动装置驱动顶进部由初始状态顶伸至顶伸状态,使铰接部位于套管外;
S3通过下压设备对位于最顶部的套管顶端施加向下的压力,连杆机构的铰接部继续向外顶伸,直至相邻两个套管相互靠近、连接;此时,固定在支架侧壁内的多种集成传感器被静力挤压嵌入到孔周岩土体中。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:将钻孔内的集成传感器布设工作转移到地面钻孔外,提供了一种布设的新方法。相比已有的相关技术,通过增加布设机械的选择性,使得不同监测环境的布设均可以找到较好的解决方案,操作简单,自动化程度高。静力顶入的方式减小了监测环境的扰动,可以通过选择合适长度的支架的方式选择孔外布设的范围,监测范围可控,适应性相比以往更高。孔外传感器布设的方式,可以更好的贴近原始的地下环境,测得更准确的滑坡地下多场信息。通过将通电、通信线缆集成到套管侧壁外部的排线中,并与多集成传感器连接后连接地面监测系统,可靠性高,不易被破坏。
附图说明
图1是本发明提供的滑体钻孔外多传感器布设装置一实施例的结构示意图;
图2是图1中监测体(连杆机构位于顶伸状态)的剖面图;
图3是图1中布设探头的结构示意图;
图4是图3中外壳和顶进部的结构示意图;
图5是图1中套管端部的结构示意图;
图6是图1中套管端部的剖视图;
图7是本发明提供的布设方法一实施例的流程示意图。
图中:监测体100、监测体布设系统200、下压设备300、钻孔400、滑体500、套管1、导槽1a、排线1b、缺口1c、第一开口1d、第二开口1e、通孔1f、连杆机构2、支架2a、第一销轴2b、铰接部2c、第二销轴2d、传感器3、顶进部4、压缩弹簧4a、滚珠4b、壳体5、容纳槽5a、外壳5b、中心柱5c、上限位板5d、下限位板5e、拉环6、拉绳7、配重体8、卷扬机9、控制装置10、电源11、薄板12、偏心轮13、把手13a、偏心部13b、环形凸台14、推块15、隔板16、连接板17、底座18、第三销轴19、楔形体20、楔形块21、盖板22、混凝土墩23、通讯装置24、太阳能供电模块25。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参见图1至图6,本发明的实施例提供一种滑体钻孔外多传感器布设装置,包括监测体100、监测体布设系统200和下压设备300。
请参见图1,监测体100用于下放至钻孔400中,包括多个套管1、多个连杆机构2和传感器3,所述套管1沿上下向延伸,多个所述套管1在上下向间隔设置,相邻两个所述套管1之间通过多个所述连杆机构2连接,多个所述连杆机构2在所述套管1周向上间隔设置。所述连杆机构2包括两个支架2a,两个所述支架2a通过第一销轴2b铰接形成铰接部2c,所述连杆机构2上下两端分别与相邻两个所述套管1通过第二销轴2d铰接,所述连杆机构2上固定有所述传感器3,所述连杆机构2具有沿竖向延伸的初始状态、和所述铰接部2c向外顶伸位于所述套管1外侧的顶伸状态。
两个支架2a呈扁平状,为金属材质,便于挤压锲入钻孔400侧壁岩土体,侧壁开有传感器埋孔,所述传感器埋孔内部依据监测需要固定有多种集成传感器3。
套管1外侧壁设有沿上下向延伸的导槽1a,导槽1a上端贯穿套管1上端,导槽1a内埋设有排线1b,并封胶密封处理,排线1b与传感器埋孔内的集成传感器3电连接,从而可以借此实现通电、控制、信号传输等功能。
监测体布设系统200包括牵引机构和布设探头,所述布设探头用于下放至套管1内与所述连杆机构2相对的位置,包括驱动机构和多个顶进部4,所述顶进部4和所述连杆机构2一一对应设置,所述顶进部4和所述驱动机构连接,所述驱动机构驱动所述顶进部4朝向所述连杆机构2的方向移动,以将所述铰接部2c由初始状态顶入至顶伸状态。
下压设备300用于对位于最顶部的所述套管1顶端施加向下的压力,以减小相邻所述套管1之间的距离,使所述铰接部2c顶入钻孔400侧壁内。本实施例中,下压设备300为静力压桩机。
所述套管1与所述连杆机构2对应的位置开设有两侧开口的缺口1c,所述缺口1c具有第一开口1d和第二开口1e,所述第一开口1d朝向相邻所述套管1,所述第二开口1e朝向所述套管1外侧,可理解的,套管1上端的缺口1c中,第一开口1d朝上设置,套管1下端的缺口1c中,第一开口1d朝下设置。所述支架2a与所述缺口1c通过所述第二销轴2d铰接,所述连杆机构2位于初始状态时,所述支架2a位于所述第一开口1d内,所述连杆机构2位于顶伸状态时,所述支架2a位于所述第一开口1d和第二开口1e内。连杆机构2位于缺口1c内,下压设备300向下施加压力,可使得相邻两个套管1相接,同时可避免施加压力过大对连杆机构2造成损坏。
驱动机构只要能向连杆机构2施加向外的推力即可,驱动机构可以是液压气缸,顶进部4与液压气缸的活塞杆固定连接,活塞杆朝连杆机构2的方向伸缩。本实施例中,请参见图3至图6,所述布设探头包括壳体5,所述壳体5周向开设有多个沿所述套管1径向延伸的容纳槽5a,所述容纳槽5a与所述连杆机构2一一对应设置,所述容纳槽5a的槽口朝向所述连杆机构2,本实施例中,容纳槽5a位于同一高度,且在套管1周向上均匀间隔设置。
所述顶进部4一端位于所述容纳槽5a内、且与所述容纳槽5a通过压缩弹簧4a连接,另一端位于所述壳体5外,所述顶进部4位于所述壳体5外的一端与所述套管1内侧壁相抵,所述压缩弹簧4a处于压缩状态,所述布设探头向上移动至与所述连杆机构2相对的位置时,压缩弹簧4a由于弹性恢复作用,压缩弹簧4a向外推动连杆机构2,使铰接部2c向外顶伸至顶伸状态,多个所述压缩弹簧4a构成所述驱动机构。压缩弹簧4a具备较高的疲劳极限,以具备在长时间工作下具有抗疲劳损伤的能力,保证高可靠度。
具体的,所述壳体5包括呈中空设置的外壳5b,外壳5b内中心位置固定有中心柱5c,外壳5b周向上开设有多个间隔设置的穿孔,顶进部4一端与中心柱5c通过压缩弹簧4a连接,另一端位于外壳5b外,顶进部4可沿着穿孔侧壁移动,可减小布设探头的重量,便于对布设探头进行牵引。进一步的,压缩弹簧4a上下侧设有上限位板5d和下限位板5e,上限位板5d、下限位板5e均与外壳5b内侧壁和中心柱5c连接,以对顶进部4的移动起到导向作用,中心柱5c、上限位板5d、下限位板5e形成所述容纳槽5a。
所述顶进部4位于所述壳体5外的一端在横截面上呈扇形设置,增大顶进部4与连杆机构2的接触面积。所述顶进部4外端嵌设有滚珠4b,所述滚珠4b与所述套管1内侧壁相抵,减小顶进部4和套管1内侧壁之间的摩擦力,保证顶进部4在接触、挤压套管1内壁的同时,布设探头依然可以自由地上下移动。
进一步地,壳体5顶部焊接有拉环6,拉环6上系有拉绳7,拉绳7用于拉动布设探头在套管1内上下移动。壳体5底部设有配重体8,配重体8为不锈钢或其他防锈蚀处理金属材质,用于布设探头被下放钻孔400内过程中始终保持垂直状态。
请参见图1,牵引机构包括卷扬机9、控制装置10和电源11。卷扬机9通过拉绳7与布设探头的拉环6连接,用于布设阶段布设探头的下放与上拉。电源11与控制装置10、下压设备300电连接,主要用于各设备的供电。所述控制装置10控制卷扬机9的工作速度、频率等。
进一步的,请参见图5和图6,监测体100还包括锁止机构,所述锁止机构包括薄板12和偏心轮13。薄板12为金属材质,所述薄板12远离所述第一开口1d的一端固定于所述缺口1c内,所述薄板12上固定有环形凸台14,所述环形凸台14内侧设有内轮齿,所述环形凸台14位于所述第二销轴2d外围,薄板12可位于第二销轴2d下方,也可延伸至第二销轴2d上方,薄板12与第二销轴2d对应的位置开设有让位孔。所述支架2a与所述环形凸台14相对的位置凸设有凸起,所述凸起外侧设有与所述内轮齿相啮合的外轮齿,所述环形凸台14的内径比所述凸起外径大,所述凸起位于所述环形凸台14内。
所述套管1内侧壁与所述缺口1c相对的侧壁贯穿设有通孔1f,所述偏心轮13转动安装于所述套管1内侧,所述偏心轮13的偏心部13b位于所述通孔1f内抵住所述薄板12,使所述内轮齿与所述外轮齿相啮合,所述偏心轮13远离所述薄板12的一侧固定有把手13a,所述把手13a沿水平设置且位于所述套管1内。
所述布设探头与所述把手13a相对的位置设有推块15,本实施例中,所述推块15固定于所述壳体5上,所述布设探头向上移动时,所述推块15与所述把手13a干涉,向上推动所述把手13a使所述偏心轮13转动,从而使所述偏心部13b远离所述薄板12。偏心轮13将薄板12抵住,使得薄板12上环形凸台14的内轮齿与支架2a上凸起的外轮齿相啮合,可防止支架2a转动至套管1内侧,将其锁死,便于将套管1下放至钻孔400内。利用推块15推动把手13a使偏心轮13转动,使偏心轮13的偏心部13b远离薄板12,所述薄板12内侧的环形凸台14与支架2a上的凸起松开,使得支架2a可以自由转动,再利用驱动机构驱动顶进部4朝连杆机构2移动,可确保连杆机构2的铰接部2c向外顶伸至套管1外。
进一步地,所述锁止机构还包括隔板16,所述薄板12设有两个,分别位于所述支架2a两侧,两个薄板12底部可通过连接板17连接,连接板17固定于缺口1c内。所述套管1内侧壁固定有底座18,所述底座18与所述通孔1f相对,所述偏心轮13通过第三销轴19安装于所述底座18上,所述隔板16位于所述通孔1f内,且位于所述底座18和所述薄板12之间,所述隔板16面向所述薄板12的一侧与两个所述薄板12相抵,偏心轮13抵住隔板16即可抵住薄板12,可避免偏心轮13与薄板12对应不上的情况。
两个所述薄板12背对的一侧均固定有楔形体20,所述楔形体20与所述缺口1c侧壁相抵,所述隔板16与两个所述楔形体20相对的位置设有楔形块21,所述楔形体20的齿口和所述楔形块21的齿口相配合,所述楔形块21与所述缺口1c侧壁之间具有间隙,两个楔形体20可对隔板16起到限位作用,同时减小隔板16与偏心轮13之间的距离,便于偏心轮13的安装。所述通孔1f沿所述套管1周向上的宽度比所述缺口1c大,所述通孔1f在所述套管1周向上的两侧壁分别位于所述缺口1c两侧,所述隔板16在所述套管1周向上的两端分别位于所述缺口1c两侧。
当所述把手13a朝向套管1内侧位于水平状态时,所述偏心轮13的偏心部13b挤压隔板16使得隔板16上的楔形块21挤压楔形体20,所述楔形体20受压后带动薄板12受压,此时薄板12内侧的环形凸台14挤压支架2a上的凸起,使环形凸台14的内轮齿与凸起的外轮齿相啮合,从而将支架2a锁死。当布设探头经过把手13a位置,推块15与把手13a干涉将其顶起后,使把手13a转动,使偏心轮13的偏心部13b远离隔板16,此时隔板16不再受挤压,则隔板16上的楔形块21不再挤压楔形体20,所述薄板12内侧的环形凸台14与支架2a上的凸起松开,使得支架2a可以自由转动。
套管1顶部设有盖板22,用于套管1布设好之后封盖套管1顶部,以防止异物跌入,破坏钻孔400内监测环境。
为实现孔外多地质信息监测,本发明还包括监测系统,监测系统包括混凝土墩23、通讯装置24、太阳能供电模块25。所述混凝土墩23建造于钻孔400旁的稳定地面,主要用于相关监测设备的固定。所述通讯装置24和太阳能供电模块25固定于所述混凝土墩23上,所述通讯装置24通过所述排线1b与钻孔400内布设的多种集成传感器3电连接,所述通讯装置24可以通过GPRS发送至移动监测终端或者网络以方便监测人员随时监控,从而实现监测数据的收集、预处理与传输。所述太阳能供电模块25与所述通讯装置24、钻孔400内布设的多种集成传感器3电连接,实现监测过程中的持续性电力供应。
请参见图7,基于上述滑体钻孔外多传感器布设装置和监测系统,在滑体500表面勘测后确定监测位置,于预定位置施工钻孔400,将监测体100下放到钻孔400中,连杆机构2位于初始状态。具体的,将布设探头预置在套管1内底部,通过卷扬机9的拉绳7牵引,随着套管1一同下放到钻孔400中,并完成监测体100的下放工作。
将布设探头下放至与连杆机构2相对的位置,利用驱动装置驱动顶进部4由初始状态顶伸至顶伸状态,使铰接部2c位于套管1外。具体地,利用卷扬机9牵引拉绳7,向上提升布设探头,布设探头的顶进部4在压缩弹簧4a作用下与套管1内壁挤压接触并向上滑动。在布设探头向上滑动的过程中,推块15首先经过连杆机构2中位于下方的支架2a,推块15与偏心轮13上的把手13a干涉,并推动把手13a使偏心轮13转动,使得位于下方的支架2a上的凸起与与其对应的环形凸台14松开;布设探头继续向上滑动,经过连杆机构2中位于上方的支架2a,推块15与偏心轮13上的把手13a干涉,并推动把手13a使偏心轮13转动,使得位于下方的支架2a上的凸起与与其对应的环形凸台14松开,从而将解锁完成。解锁完成后,布设探头的顶进部4与连杆机构2相对,由于压缩弹簧4a的作用,顶进部4将连杆机构2向外顶,使连杆机构2位于铰接部2c向外顶伸的顶伸状态。
将布设探头拉出钻孔400后,通过下压设备300对位于最顶部的套管1顶端施加向下的压力,连杆机构2的铰接部2c继续向外顶伸,直至相邻两个套管1相互靠近、连接。此时,固定在支架2a侧壁内的多种集成传感器3被静力挤压嵌入到孔周岩土体中。
将导槽1a内的排线1b与通讯装置24、太阳能供电模块25电连接,将盖板22封盖与套管1顶部,实现对滑体500深部的监测。
本发明提供的技术方案,将钻孔400内的集成传感器3布设工作转移到地面钻孔400外,提供了一种布设的新方法。相比已有的相关技术,通过增加布设机械的选择性,使得不同监测环境的布设均可以找到较好的解决方案,操作简单,自动化程度高。静力顶入的方式减小了监测环境的扰动,可以通过选择合适长度的支架2a的方式选择孔外布设的范围,监测范围可控,适应性相比以往更高。孔外传感器3布设的方式,可以更好的贴近原始的地下环境,测得更准确的滑坡地下多场信息。通过将通电、通信线缆集成到套管1侧壁外部的排线1b中,并与多集成传感器3连接后连接地面监测系统,可靠性高,不易被破坏。
在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,包括:
监测体,用于下放至钻孔中,包括多个套管、多个连杆机构和传感器,所述套管沿上下向延伸,多个所述套管在上下向间隔设置,相邻两个所述套管之间通过多个所述连杆机构连接,多个所述连杆机构在所述套管周向上间隔设置;所述连杆机构包括两个支架,两个所述支架通过第一销轴铰接形成铰接部,所述连杆机构上下两端分别与相邻两个所述套管通过第二销轴铰接,所述连杆机构上固定有所述传感器,所述连杆机构具有沿竖向延伸的初始状态、和所述铰接部向外顶伸位于所述套管外侧的顶伸状态;
监测体布设系统,包括布设探头,所述布设探头用于下放至套管内与所述连杆机构相对的位置,包括驱动机构和多个顶进部,所述顶进部和所述连杆机构一一对应设置,所述顶进部和所述驱动机构连接,所述驱动机构驱动所述顶进部朝向所述连杆机构的方向移动,以将所述铰接部由初始状态顶入至顶伸状态;
下压设备,用于对位于最顶部的所述套管顶端施加向下的压力,以减小相邻所述套管之间的距离,使所述铰接部顶入钻孔侧壁内;所述套管与所述连杆机构对应的位置开设有两侧开口的缺口,所述缺口具有第一开口和第二开口,所述第一开口朝向相邻所述套管,所述第二开口朝向所述套管外侧,所述支架与所述缺口通过所述第二销轴铰接,所述连杆机构位于初始状态时,所述支架位于所述第一开口内,所述连杆机构位于顶伸状态时,所述支架位于所述第一开口和第二开口内;
锁止机构,所述锁止机构包括薄板和偏心轮;所述薄板远离所述第一开口的一端固定于所述缺口内,所述薄板上固定有环形凸台,所述环形凸台内侧设有内轮齿,所述环形凸台位于所述第二销轴外围;所述支架与所述环形凸台相对的位置凸设有凸起,所述凸起外侧设有与所述内轮齿相啮合的外轮齿,所述环形凸台的内径比所述凸起外径大,所述凸起位于所述环形凸台内;
所述套管内侧壁与所述缺口相对的侧壁贯穿设有通孔,所述偏心轮转动安装于所述套管内侧,所述偏心轮的偏心部位于所述通孔内抵住所述薄板,使所述内轮齿与所述外轮齿相啮合,所述偏心轮远离所述薄板的一侧固定有把手,所述把手沿水平设置且位于所述套管内;
所述布设探头与所述把手相对的位置设有推块,所述布设探头向上移动时,所述推块与所述把手干涉,向上推动所述把手使所述偏心轮转动,从而使所述偏心部远离所述薄板。
2.如权利要求1所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,所述锁止机构还包括隔板,所述薄板设有两个,分别位于所述支架两侧,所述套管内侧壁固定有底座,所述底座与所述通孔相对,所述偏心轮通过第三销轴安装于所述底座上,所述隔板位于所述通孔内,且位于所述底座和所述薄板之间,所述隔板面向所述薄板的一侧与两个所述薄板相抵。
3.如权利要求2所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,两个所述薄板背对的一侧均固定有楔形体,所述楔形体与所述缺口侧壁相抵,所述隔板与两个所述楔形体相对的位置设有楔形块,所述楔形体的齿口和所述楔形块的齿口相配合,所述楔形块与所述缺口侧壁之间具有间隙。
4.如权利要求1所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,所述布设探头包括壳体,所述壳体周向开设有多个沿所述套管径向延伸的容纳槽,所述容纳槽与所述连杆机构一一对应设置,所述容纳槽的槽口朝向所述连杆机构,所述推块固定于所述壳体上;
所述顶进部一端位于所述容纳槽内、且与所述容纳槽通过压缩弹簧连接,另一端位于所述壳体外,所述顶进部位于所述壳体外的一端与所述套管内侧壁相抵,所述压缩弹簧处于压缩状态,所述布设探头向上移动至与所述连杆机构相对的位置时,压缩弹簧由于弹性恢复作用,压缩弹簧向外推动连杆机构,使铰接部向外顶伸至顶伸状态,多个所述压缩弹簧构成所述驱动机构。
5.如权利要求4所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,所述顶进部位于所述壳体外的一端在横截面上呈扇形设置。
6.如权利要求4所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,所述顶进部外端嵌设有滚珠,所述滚珠与所述套管内侧壁相抵。
7.如权利要求1所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,其特征在于,还包括监测系统,所述监测系统包括混凝土墩、通讯装置和太阳能供电模块,所述混凝土墩建造于钻孔旁的稳定地面,所述通讯装置和太阳能供电模块固定于所述混凝土墩上,所述通讯装置与所述传感器电连接,实现监测数据的收集、预处理与传输,所述太阳能供电模块与所述通讯装置、所述传感器电连接,实现监测过程中的持续性电力供应。
8.一种布设方法,且特征在于,基于如权利要求1至7任一所述的滑体钻孔外多传感器布设装置,包括以下步骤:
S1在滑体表面勘测后确定监测位置,于预定位置施工钻孔,将监测体下放到钻孔中,连杆机构位于初始状态;
S2将布设探头下放至与连杆机构相对的位置,利用驱动装置驱动顶进部由初始状态顶伸至顶伸状态,使铰接部位于套管外;
S3通过下压设备对位于最顶部的套管顶端施加向下的压力,连杆机构的铰接部继续向外顶伸,直至相邻两个套管相互靠近、连接;此时,固定在支架侧壁内的多种集成传感器被静力挤压嵌入到孔周岩土体中。
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