CN114543651B - 一种滑坡监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地质监测设备技术领域，具体涉及一种滑坡监测装置。所述滑坡监测装置包括：延伸杆组件，放置于土壤内；底座；感应组件，设置于延伸杆组件沿高度方向的相对上方位置，感应组件适于检测延伸杆组件的弯曲变形；至少一根连接丝，设置于延伸杆组件内，连接丝一端与底座固定连接，另一端伸入感应组件内，连接丝适于在延伸杆组件发生弯曲变形时触发感应组件。本发明提供的滑坡监测装置，借助延伸杆组件的形变检测大尺度下的底层位移变化，能够对坡体发生整体滑移进行有效监测，解决小范围检测不准确的问题，且结构相对简单，成本较低。

Description

一种滑坡监测装置
技术领域
本发明涉及地质监测设备技术领域，具体涉及一种滑坡监测装置。
背景技术
我国是个多山的国家，根据资料显示，山地、丘陵和高原的面积占到土地总面积的60％以上。多山的特点造成了地质灾害频发，常见的是滑坡灾害。因此，对于边坡的稳定性进行监测和预防显得尤为重要。常规的监测手段包括：肉眼对裂缝以及实物倾倒变形进行观察；利用经纬仪、测距仪等进行测量；采用GPS测量法对边坡进行监测以及利用次声技术等监测手段。
然而，常规的监测手段往往需要耗费大量的人力物力，使得监测的成本较高；而次声监测等技术则对于微弱地震现象也会采集数据，由于我国的微弱地震发生频率较高，从而给数据分析带来一定的困难，使得监测管理人员容易产生误判行为。此外，现有技术未能考虑到对于滑动界面较深的坡体中，坡表在前期的滑动中很大概率整体发生位移，但在坡体表面远离裂缝处并未能发生较大的变形，很可能在小范围内都不能发现坡体在发生滑动，进而不能进行预警；忽略了坡体滑动时往往是大规模的，并且对于区分滑土体与非滑动土体的判断具有很大的不确定性，而且需要在前期针对滑动的边界线进行定位，难度很大，适用性差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中滑坡监测装置不能较好检测坡体发生整体滑移的缺陷，从而提供一种能够对坡体发生整体滑移进行有效监测的滑坡监测装置。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种滑坡监测装置，包括：
延伸杆组件，沿轴线方向延伸为杆状结构，所述延伸杆组件适于至少部分的放置于土壤内；
底座，设置于所述延伸杆组件沿高度方向的相对下方位置；
感应组件，设置于所述延伸杆组件沿高度方向的相对上方位置，所述感应组件适于检测所述延伸杆组件的弯曲变形；
至少一根连接丝，设置于所述延伸杆组件内，所述连接丝一端与所述底座固定连接，另一端伸入所述感应组件内，所述连接丝适于在所述延伸杆组件发生弯曲变形时触发所述感应组件。
可选的，所述延伸杆组件包括：
内芯；
柔性外套，套设于所述内芯的外侧，所述柔性外套内设置有适于容纳所述连接丝的容置槽。
可选的，所述连接丝的数量为多根，多根所述连接丝环绕所述内芯周向均匀分布。
可选的，所述感应组件包括：
感应盒；
电阻块，活动设置于所述感应盒内，所述电阻块一端与所述连接丝相连，另一端经由拉簧与所述感应盒连接；
导电单元，固定设置于所述感应盒内，所述导电单元适于与所述电阻块滑动抵接。
可选的，所述导电单元包括：
导向座，直接或间接的与所述感应盒固定连接，所述导向座上设置有贯穿孔；
导电杆，穿设于所述导向座贯穿孔内，所述导电杆一端与所述电阻块相抵接；
弹簧，连接于所述导向座与所述导电杆之间，并适于在弹力作用下保持所述导电杆与所述电阻块的抵接状态。
可选的，所述感应组件还包括：安装块，固定安装于所述感应盒内，所述安装块上设置有滑轨；
所述电阻块上设置有与所述滑轨相匹配的导槽，所述电阻块适于在外力作用下沿滑轨相对于所述安装块进行移动。
可选的，所述感应组件还包括：电极，与所述电阻块一端连接，所述电极与所述导电单元直接或间接电连接，所述电阻块移动适于改变所述电极与所述导电单元之间的电阻值。
可选的，所述滑坡监测装置还包括：
锁紧组件，所述锁紧组件适于将所述感应组件固定于所述延伸杆组件上。
可选的，所述锁紧组件包括：
两个压紧件，两个所述压紧件环绕内芯设置；
铰链，使两个所述压紧件铰接连接；
固定座与固定螺栓，适于将两个所述压紧件锁紧在所述内芯的外周侧。
可选的，所述滑坡监测装置还包括：
光伏板；
蓄电池，与所述光伏板直接或间接连接，适于存储电能。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的滑坡监测装置，通过设置延伸杆组件，并在延伸杆组件上设置感应组件，由连接丝在所述延伸杆组件发生弯曲变形时触发所述感应组件，从而借助延伸杆组件的形变检测大尺度下的底层位移变化，能够对坡体发生整体滑移进行有效监测，解决小范围检测不准确的问题，且结构相对简单，成本较低。
2.本发明提供的滑坡监测装置，当地层发生移位时，地层挤压延伸杆组件并使内芯弯曲，弯曲外侧的连接丝被拉伸，由于连接丝一端与底座固定连接，另一端与电阻块连接，进而由连接丝拉动电阻块沿导槽进行移动，电阻块克服拉簧拉力运动，进而改变导电杆在电阻块上的位置，电阻块移动改变所述电极与所述导电单元之间的电阻值，控制器获取四个导电杆和电极所通过的电流或电位，进而判断内芯是否发生形变，推断地层是否发生形变，从而对坡体发生整体滑移进行有效监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明滑坡监测装置的整体结构示意图；
图2为图1中A-A截面示意图；
图3为图1中B-B截面示意图；
图4为本发明底座的俯视图；
图5为本发明感应组件部位的放大图；
图6为图5中C处放大图；
图7为导电单元与电阻块的俯视图；
图8为本发明发电组件部位的放大图。
附图标记说明：
10-发电组件，11-光伏板，12-调整单元，121-球头，122-球座，123-锁紧螺栓，13-发电支杆；
20-感应组件，21-感应盒，22-电阻块，221-导槽，23-安装块，24-导电单元，241-导向座，242-弹簧，243-导电杆，25-电极，26-拉簧，27-充电模块，28-蓄电池，29-无线发射器，210-控制器；
30-延伸杆组件，31-内芯，32-柔性外套，33-连接丝，34-容置槽，35-拉环；
40-底座，41-螺纹槽；
50-锁紧组件，51-压紧件，52-铰链，53-滑槽，54-密封垫，55-固定座，56-固定螺栓。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例一
结合图1-图8所示，本实施例提供的滑坡监测装置，包括：
延伸杆组件30，沿轴线方向延伸为杆状结构，所述延伸杆组件30适于至少部分的放置于土壤内；
底座40，设置于所述延伸杆组件30沿高度方向的相对下方位置；
感应组件20，设置于所述延伸杆组件30沿高度方向的相对上方位置，所述感应组件20适于检测所述延伸杆组件30的弯曲变形；
至少一根连接丝33，设置于所述延伸杆组件30内，所述连接丝33一端与所述底座40固定连接，另一端伸入所述感应组件20内，所述连接丝33适于在所述延伸杆组件30发生弯曲变形时触发所述感应组件20。
优选的，所述延伸杆组件30具有一定长度，从而在将延伸杆组件30插入土壤内后，能够检测到大尺度下的底层位移变化，解决现有小范围检测不准确的问题。
本实施例提供的滑坡监测装置，通过设置延伸杆组件30，并在延伸杆组件30上设置感应组件20，由连接丝33在所述延伸杆组件30发生弯曲变形时触发所述感应组件20，从而借助延伸杆组件30的形变检测大尺度下的底层位移变化，能够对坡体发生整体滑移进行有效监测，解决小范围检测不准确的问题，且结构相对简单，成本较低。
具体地，所述延伸杆组件30包括：
内芯31；
柔性外套32，套设于所述内芯31的外侧，所述柔性外套32内设置有适于容纳所述连接丝33的容置槽34。
优选的，所述内芯31可以由金属材质制成，具体可以为钢芯。
优选的，所述柔性外套32可以为橡胶外套，橡胶外套在地下埋设端为光滑外表面，便于埋设。
优选的，所述连接丝33可以为金属丝，具体可以为钢丝。
底座40内开有螺纹槽41，所述螺纹槽内咬合插装有钢芯，所述钢芯外套装有橡胶外套，所述橡胶外套内开有四个环形阵列分布的容置槽，所述容置槽内滑动嵌装有钢丝。
优选的，所述容置槽34内填充有滑石粉，从而保证连接丝33滑动顺畅。
作为变形，所述内芯31还可以为空心结构，方便将连接丝33设置于所述内芯31内部。
具体地，所述连接丝33的数量为多根，多根所述连接丝33环绕所述内芯31周向均匀分布。
具体地，所述感应组件20包括：
感应盒21；
电阻块22，活动设置于所述感应盒21内，所述电阻块22一端与所述连接丝33相连，另一端经由拉簧26与所述感应盒21连接；
导电单元24，固定设置于所述感应盒21内，所述导电单元24适于与所述电阻块22滑动抵接。
具体地，所述感应组件20还包括：安装块23，固定安装于所述感应盒21内，所述安装块23上设置有滑轨；
所述电阻块22上设置有与所述滑轨相匹配的导槽221，所述电阻块22适于在外力作用下沿滑轨相对于所述安装块23进行移动。
具体地，所述导电单元24包括：
导向座241，直接或间接的与所述感应盒21固定连接，所述导向座241上设置有贯穿孔；
导电杆243，穿设于所述导向座241贯穿孔内，所述导电杆243一端与所述电阻块22相抵接；
弹簧242，连接于所述导向座241与所述导电杆243之间，并适于在弹力作用下保持所述导电杆243与所述电阻块22的抵接状态。
具体地，所述感应组件20还包括：电极25，与所述电阻块22一端连接，所述电极25与所述导电单元24直接或间接电连接，所述电阻块22移动适于改变所述电极25与所述导电单元24之间的电阻值。
优选的，本实施例中，所述连接丝33的数量为四根，对应的，所述感应盒21内固定安装有四个与连接丝33位置对应的安装块23，所述安装块23通过导槽滑动嵌装有电阻块22，所述电阻块22的数量同样为四个，四个所述电阻块22分别与四个连接丝33一一对应连接，所述电阻块22的上端连接有拉簧26，所述拉簧26的另一端与感应盒内壁固定连接。
每个所述电阻块上还固定有电极。
对应的，所述导电单元24的数量同样为四组，所述导向座固定在所述安装块上，所述导向座内滑动插装有导电杆243，所述导电杆上套装有弹簧，所述弹簧一端与导向座连接，另一端与导电杆243连接，在弹簧的弹力作用下保持所述导电杆243与所述电阻块22的抵接状态。
优选的，所述电阻块22沿导槽221的移动方向与所述导电杆243的延伸方向相垂直，从而在电阻块22移动时，能够始终保持导电杆243与电阻块22的连接。
本实施例提供的滑坡监测装置，当地层发生移位时，地层挤压延伸杆组件30并使内芯31弯曲，弯曲外侧的连接丝33被拉伸，由于连接丝33一端与底座40固定连接，另一端与电阻块22连接，进而由连接丝33拉动电阻块22沿导槽221进行移动，电阻块克服拉簧拉力运动，进而改变导电杆在电阻块上的位置，电阻块22移动改变所述电极25与所述导电单元24之间的电阻值，控制器210获取四个导电杆和电极所通过的电流或电位，进而判断内芯31是否发生形变，推断地层是否发生形变，从而对坡体发生整体滑移进行有效监测。
此外，基于不同侧的电阻块22的拉伸程度，可判断内芯31的弯曲方向进而判断形变方向。
具体地，所述滑坡监测装置还包括：
锁紧组件50，所述锁紧组件50适于将所述感应组件20固定于所述延伸杆组件30上。
具体地，所述锁紧组件50包括：
两个压紧件51，两个所述压紧件51环绕内芯31设置；
铰链52，使两个所述压紧件51铰接连接；
固定座55与固定螺栓56，适于将两个所述压紧件51锁紧在所述内芯31的外周侧。
优选的，压紧件51可以由半圆环制成，两个半圆环在拼合状态下形成整圆。优选的，所述压紧件51具体可以为钢制半圆环。
压紧件51紧锁钢芯，防止钢芯的形变传递到感应盒内，使用完毕时解除固定螺栓对固定座的锁定，从而方便将感应组件20拆卸后再次使用。
优选的，所述压紧件51上对应容置槽的位置设置有方便连接丝33穿过的滑槽53，所述滑槽内填充有滑石粉。
优选的，所述感应盒连接处安装有密封垫54。
所述压紧件51上固定有固定座，两个所述固定座通过固定螺栓连接。
具体地，所述滑坡监测装置还包括：
光伏板11；
蓄电池28，与所述光伏板11直接或间接连接，适于存储电能。
所述感应盒内固定有充电模块27，所述充电模块与发电支杆13连接，所述感应盒内安装有蓄电池28，所述蓄电池与充电模块27电性连接，所述感应盒内固定有控制器210，所述控制器210的信号输入端分别与电极25和导电杆243电性连接，所述感应盒内安装有无线发射器，所述无线发射器与控制器210的信号输出端连接。
通过光伏板11连接充电模块27，进而通过充电模块27对蓄电池28充电，蓄电池28为控制器210和无线发射器29及附属电路供电。
控制器210将电流信息或电位信息通过无线发射器29发射到上位机；其中，控制器210检测电流信号或电压信号的详细电路属于现有成熟技术。上位机将电流信息或电位信息与预设阈值进行比较，进而判断形变量实现滑坡监测。上位机为带有无线信号接收器和处理显示无线信号中携带的电位或电流信息的设备。
所述滑坡监测装置包括：发电组件10，所述发电组件10包括光伏板11，光伏板11下端连接有发电支杆13，所述光伏板11和发电支杆13之间还设置有调整单元12，所述调整单元12用于调整光伏板11的角度。优选将光伏板11朝向太阳位置，例如朝向南方，角度为45度。
所述调整单元12包括：球头121，固定于所述发电支杆13上端，所述球头上套装有球座122，所述球座122与光伏板11固定连接，所述球座122上固定有锁紧螺栓123，所述锁紧螺栓123咬合旋拧插装于球座122内，锁紧螺栓123适于与球头相挤压，实现锁紧。
优选的，所述内芯沿高度方向的上端端头固定有拉环35。
作为本实施例提供的滑坡监测装置的具体使用方式，其可以包括：
在选定监测位置后，在地面钻孔并将本装置插入填埋；调节光伏板到合适位置后利用锁紧螺栓将光伏板锁定；通过控制器获取四个导电杆和电极所通过的电流或电位，判断钢芯是否发生形变，进而判断地层是否发生形变；控制器将电流信息或电位信息通过无线发射器发射到上位机；上位机判断数值进而判断形变量实现滑坡监测。
当使用完毕后，钢芯发生弯曲，压紧件51紧锁钢芯防止钢芯的形变传递到感应盒内，使用完毕时解除固定螺栓对固定座的锁定，然后打开两个压紧件51取下感应盒。然后旋拧拉环35使得其从底座内的螺纹槽脱出，由于橡胶外套具有一定弹性，故内芯31可旋转和抽出，内芯31抽出后经过人工矫正后再次插回即可循环使用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种滑坡监测装置，其特征在于，包括：
延伸杆组件(30)，沿轴线方向延伸为杆状结构，所述延伸杆组件(30)适于至少部分的放置于土壤内；
底座(40)，设置于所述延伸杆组件(30)沿高度方向的相对下方位置；
感应组件(20)，设置于所述延伸杆组件(30)沿高度方向的相对上方位置，所述感应组件(20)适于检测所述延伸杆组件(30)的弯曲变形；
至少一根连接丝(33)，设置于所述延伸杆组件(30)内，所述连接丝(33)一端与所述底座(40)固定连接，另一端伸入所述感应组件(20)内，所述连接丝(33)适于在所述延伸杆组件(30)发生弯曲变形时触发所述感应组件(20)；
所述感应组件(20)包括：感应盒(21)；电阻块(22)，活动设置于所述感应盒(21)内，所述电阻块(22)一端与所述连接丝(33)相连，另一端经由拉簧(26)与所述感应盒(21)连接；导电单元(24)，固定设置于所述感应盒(21)内，所述导电单元(24)适于与所述电阻块(22)滑动抵接。
2.根据权利要求1所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述延伸杆组件(30)包括：
内芯(31)；
柔性外套(32)，套设于所述内芯(31)的外侧，所述柔性外套(32)内设置有适于容纳所述连接丝(33)的容置槽(34)。
3.根据权利要求2所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述连接丝(33)的数量为多根，多根所述连接丝(33)环绕所述内芯(31)周向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述导电单元(24)包括：
导向座(241)，直接或间接的与所述感应盒(21)固定连接，所述导向座(241)上设置有贯穿孔；
导电杆(243)，穿设于所述导向座(241)贯穿孔内，所述导电杆(243)一端与所述电阻块(22)相抵接；
弹簧(242)，连接于所述导向座(241)与所述导电杆(243)之间，并适于在弹力作用下保持所述导电杆(243)与所述电阻块(22)的抵接状态。
5.根据权利要求1所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述感应组件(20)还包括：安装块(23)，固定安装于所述感应盒(21)内，所述安装块(23)上设置有滑轨；
所述电阻块(22)上设置有与所述滑轨相匹配的导槽(221)，所述电阻块(22)适于在外力作用下沿滑轨相对于所述安装块(23)进行移动。
6.根据权利要求1所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述感应组件(20)还包括：电极(25)，与所述电阻块(22)一端连接，所述电极(25)与所述导电单元(24)直接或间接电连接，所述电阻块(22)移动适于改变所述电极(25)与所述导电单元(24)之间的电阻值。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述滑坡监测装置还包括：
锁紧组件(50)，所述锁紧组件(50)适于将所述感应组件(20)固定于所述延伸杆组件(30)上。
8.根据权利要求7所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述锁紧组件(50)包括：
两个压紧件(51)，两个所述压紧件(51)环绕内芯(31)设置；
铰链(52)，使两个所述压紧件(51)铰接连接；
固定座(55)与固定螺栓(56)，适于将两个所述压紧件(51)锁紧在所述内芯(31)的外周侧。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的滑坡监测装置，其特征在于，所述滑坡监测装置还包括：
光伏板(11)；
蓄电池(28)，与所述光伏板(11)直接或间接连接，适于存储电能。
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