CN115613600A - 加固装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及监测技术领域，具体涉及一种加固装置及监测方法，所述加固装置包括第一防护网和固定组件，第一防护网适于覆盖边坡的滑动区，第一防护网包括多个彼此相连的第一闭环网格，第一闭环网格包括多个连接件，多个连接件首尾相连以围成第一闭环网格，多个连接件中至少部分为弹性连接件，固定组件包括多个固定件，固定件的一端伸入土壤内，多个固定件分别与第一防护网相连，且多个固定件间隔布置，多个固定件中至少部分固定件为FBG锚杆，本发明的实施例提出了一种加固装置，可以对边坡的稳定性进行监测。

Description

加固装置及监测方法

技术领域

本发明涉及监测技术领域，具体涉及一种加固装置及监测方法。

背景技术

山区的岩体边坡在暴雨的冲刷和搬运作用下，容易发生崩塌，崩塌对山区人们生命和道路安全都造成了很大的影响，针对岩体进行边坡加固以及崩塌监测有着重要的意义，相关技术中多采用锚杆和防护网的方式对边坡进行加固，但是锚杆和防护网的加固方式难以对边坡的稳定性进行监测，导致无法提前预知崩塌事故。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出了一种加固装置，可以对边坡的稳定性进行监测。

本发明实施例还提出了一种监测方法。

本发明实施例的加固装置，包括：第一防护网，所述第一防护网适于覆盖边坡的滑动区，所述第一防护网包括多个彼此相连的第一闭环网格，所述第一闭环网格包括多个连接件，多个所述连接件首尾相连以围成所述第一闭环网格，多个所述连接件中至少部分为弹性连接件；固定组件，所述固定组件包括多个固定件，所述固定件的一端伸入土壤内，多个所述固定件分别与所述第一防护网相连，且多个所述固定件间隔布置，多个所述固定件中至少部分所述固定件为FBG锚杆。

本发明实施例的加固装置，可以对边坡的稳定性进行监测。

在一些实施例中，所述加固装置还包括第二防护网，所述第二防护网适于覆盖所述边坡的非滑动区，所述第二防护网与所述第一防护网相连，所述第二防护网包括多个彼此相连的第二闭环网格。

在一些实施例中，多个所述第一闭环网格分为多排，多排所述第一闭环网格在第一方向上依次相连，每排所述第一闭环网格包括多个沿第二方向依次相连的所述第一闭环网格，多个所述第二闭环网格分为多排，多排所述第二闭环网格在第一方向上依次相连，每排所述第一闭环网格包括多个沿第二方向依次相连的所述第二闭环网格。

在一些实施例中，所述加固装置还包括雨量计，所述雨量计适于设在所述边坡上，所述雨量计用于监测所述边坡的降雨量。

在一些实施例中，所述加固装置还包括控制器，所述控制器与所述雨量计和FBG锚杆相连。

在一些实施例中，所述弹性连接件的延伸方向与所述滑动区的滑动方向相同。

本发明实施例的监测方法，包括：将第一防护网覆盖在边坡的滑动区；将固定组件的一端伸入所述边坡内，将固定组件的另一端与所述第一防护网相连；将所述固定组件中的FBG锚杆与控制器相连。

本发明实施例的监测方法，可以提高对边坡稳定性的监测精度。

在一些实施例中，所述监测方法还包括：将第二防护网覆盖在边坡的非滑动区，并将所述第二防护网固定在所述边坡上，将所述第二防护网与所述第一防护网连接。

在一些实施例中，所述监测方法还包括：将雨量计安装在所述边坡顶部，且将所述雨量计与所述控制器相连。

在一些实施例中，将所述第一防护网覆盖在所述边坡的滑动区时，将弹性连接件的延伸方向与所述滑动区的滑动方向保持相同。

附图说明

图1是本发明实施例的加固装置的示意图。

图2是本发明实施例的加固装置的另一视角示意图。

图3是本发明实施例的第一防护网和第二防护网的示意图。

图4是本发明实施例的FBG锚杆的轴力变化示意图。

附图标记：边坡100，滑动区200，非滑动区300，

第一防护网1，第一闭环网格11，连接件111，第一连接件1111，第二连接件1112，第三连接件1113，第四连接件1114，弹性连接件112，

固定组件2，固定件21，FBG锚杆211，

第二防护网3，第二闭环网格31，第五连接件311，第六连接件312，第七连接件313，第八连接件314，

雨量计4，控制器5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例的加固装置包括第一防护网1和固定组件2。

在一些实施例中，第一防护网1适于覆盖边坡100的滑动区200，第一防护网1包括多个彼此相连的第一闭环网格11，第一闭环网格11包括多个连接件111，多个连接件111首尾相连以围成第一闭环网格11，多个连接件111中至少部分为弹性连接件112。固定组件2包括多个固定件21，固定件21的一端伸入土壤内，多个固定件21分别与第一防护网1相连，且多个固定件21间隔布置，多个固定件21中至少部分固定件21为FBG锚杆211。

具体地，如图1-图3所示，第一闭环网格11包括第一连接件1111、第二连接件1112、第三连接件1113和第四连接件1114，第一连接件1111、第二连接件1112、第三连接件1113和第四连接件1114首尾相连以围成第一闭环网格11，且第一连接件1111、第二连接件1112、第三连接件1113和第四连接件1114中至少一个为弹性连接件112。

可选地，相邻的第一闭环网格11之间可以共用连接件111，比如，上下方向相邻的两个第一闭环网格11中的第二连接件1112或第四连接件1114可以共用，左右方向相邻的两个第一闭环网格11中的第一连接件1111和第三连接件1113可以共用。相邻的第一闭环网格11之间也可以不共用连接件111，每个第一闭环网格11均包括四个连接件111，将相邻的第一闭环网格11之间相邻的连接件111进行合并，即将相邻的第一闭环网格11中的第二连接件1112与另一个第一闭环网格11的第四连接件1114合并，本发明并不限定具体的设置方式，只要可以实现多个第一闭环网格11相连构成第一防护网1的结构的都属于本发明的保护范围。

例如，每个第一闭环网格11中的弹性连接件112的个数可以为一个、两个、三个或四个，本发明实施例并不限定具体的弹性连接件112的个数，当弹性连接件112的个数为两个时，第一连接件1111和第三连接件1113为弹性连接件112，当弹性连接件112的个数为三个时，第一连接件1111、第二连接件1112和第三连接件1113为弹性连接件112，或第一连接件1111、第三连接件1113和第四连接件1114为弹性连接件112。

例如，相邻的第一闭环网格11中的弹性连接件112的个数可以根据实际要求进行排布，如第一个第一闭环网格11和第二个第一闭环网格11中的弹性连接件112均为第一连接件1111和第三连接件1113，第三个第一闭环网格11的弹性连接件112为第一连接件1111、第二连接件1112和第三连接件1113，第四个第一闭环网格11和第五个第一闭环网格11中的弹性连接件112为第一连接件1111和第三连接件1113，依次交替布置，也可以将第一个闭环网格设置为四个弹性连接件112，第二个闭环网格的弹性连接件112为两个，第三个闭环网格的弹性连接件112为四个，依次交替布置，具体的设置方式以实际实施为准。

例如，第一连接件1111、第二连接件1112、第三连接件1113和第四连接件1114的长度相同，即第一闭环网格11为正方形。

例如，弹性连接件112为弹簧，弹簧的强度根据土力学方法计算得到的危岩下滑力进行确定，其他的连接件111可以为热镀锌钢丝绳。

具体地，多个固定件21的下端伸入土壤内，多个固定件21的上端分别与第一防护网1相连，以将第一防护网1固定在边坡100的滑动区200，且多个固定件21中的部分固定件21为FBG锚杆211，FBG锚杆211可以对该FBG锚杆211受到的轴力进行直接监测，根据多个FBG锚杆211的轴力变化对边坡100的稳定性进行监测，进而对边坡100失稳发生崩塌的过程进行实时监测。

可选地，多个固定件21中的部分为FBG锚杆211，剩余部分为不带FBG的锚杆，可以节约成本，而且通过多个FBG锚杆211的间隔布置，可以对边坡100的滑动区200的不同位置的稳定性进行监测。

可以理解的是，FBG锚杆211的间隔，可以是两个FBG锚杆211之间间隔两个不带FBG的锚杆，也可以是两个FBG锚杆211之间间隔一个不带FBG的锚杆，比如特级公路和一级公路的边坡100，两个FBG锚杆211之间间隔一个不带FBG的锚杆，二级、三级或其他公路的边坡100，两个FBG锚杆211之间间隔两个不带FBG的锚杆。

本发明实施例通过固定组件2和第一防护网1的设置，可以适应多种山区复杂的地形环境，也可以在极端天气和复杂地质条件下对边坡100的稳定性进行监测，可以在对边坡100加固的同时对边坡100的稳定性进行监测。

在一些实施例中，加固装置还包括第二防护网3，第二防护网3适于覆盖边坡100的非滑动区300，第二防护网3与第一防护网1相连，第二防护网3包括多个彼此相连的第二闭环网格31。

具体地，第二防护网3包括第五连接件311、第六连接件312、第七连接件313和第八连接件314，第五连接件311、第六连接件312、第七连接件313和第八连接件314首尾相连以围成第二闭环网格31。

可选地，相邻的第二闭环网格31之间可以共用连接件111，比如上下方向相邻的两个第二闭环网格31中的第六连接件312或第八连接件314可以共用，左右方向相邻的两个第二闭环网格31中的第五连接件311和第七连接件313可以共用，相邻的第二闭环网格31之间相邻的连接件111也可以进行合并，以提高连接处的连接强度和连接稳定性。

可选地，相邻的第一闭环网格11和第二闭环网格31之间也可以合并连接件111，即第一闭环网格11和第二闭环网格31均包括四个连接件111，将相邻的第一闭环网格11的其中一个连接件111与邻近第二闭环网格31的一个连接件111进行合并。

第一防护网1和第二防护网3的连接处通过搭接捆绑的方式使第一防护网1和第二防护网3形成一个整体，以提高第一防护网1和第二防护网3的连接稳定性。

可以理解的是，边坡100若发生滑动时最先发生滑动的是滑动区200，由于第二防护网3覆盖在非滑动区300，第五连接件311、第六连接件312、第七连接件313和第八连接件314均可以设置为普通的热镀锌钢丝绳，且固定第二防护网3的固定组件2可以均设置为不带FBG的锚杆，进而节约成本。

本发明实施例通过在边坡100的滑动区200设置第一防护网1，第一防护网1包括与滑动区200滑动方向相同的滑动连接件111，并根据滑动区200的滑动出口的区域大小对第一防护网1的尺寸进行调整以使第一防护网1可以覆盖滑动区200的下边缘地带，在边坡100的非滑动区300设置第二防护网3，第二防护网3由普通材质的连接件111构成，并将第一防护网1与第二防护网3通过搭接捆绑的方式严格拼接成一张整体防护网，提高了加固装置对边坡100的加固性能，并通过对FBG锚杆211的受力进行分析以对边坡100的稳定性进行监测。

在一些实施例中，多个第一闭环网格11分为多排，多排第一闭环网格11在第一方向上(如图3所示的上下方向)依次相连，每排第一闭环网格11包括多个沿第二方向(如图3所示的左右方向)依次相连的第一闭环网格11，多个第二闭环网格31分为多排，多排第二闭环网格31在第一方向上依次相连，每排第一闭环网格11包括多个沿第二方向依次相连的第二闭环网格31。

具体地，多个第一闭环网格11在上下方向和左右方向的依次布置，使得多个第一闭环网格11形成第一防护网1。多个第二闭环网格31在左右方向和上下方向的依次布置，使得多个第二闭环网格31形成第二防护网3。

可以理解的是，第一防护网1和第二防护网3的个数可以为多个，相邻的第一防护网1与第二防护网3相连以形成一个整体防护网。

例如，第一闭环网格11在左右方向和上下方向的个数可以相同，也可以不同，第一闭环网格11的个数根据实际边坡100的滑动区200的尺寸进行确定。第二闭环网格31在左右方向和上下方向的个数可以相同，也可以不同，根据边坡100的非滑动区300的尺寸进行确定。

在一些实施例中，加固装置还包括雨量计4，雨量计4适于设在边坡100上，雨量计4用于监测边坡100的降雨量。

具体地，雨量计4可以设在边坡100的顶部，通过雨量计4监测边坡100的降雨量，由于降雨量会对边坡100的稳定性造成一定的影响，降雨量越大，边坡100发生崩塌的可能性越大，降雨量越小，边坡100发生崩塌的可能性越小。

在一些实施例中，加固装置还包括控制器5，控制器5与雨量计4和FBG锚杆211相连。

具体地，控制器5与雨量计4相连以接收边坡100的降雨量，控制器5与FBG锚杆211相连以对FBG锚杆211受到的轴力进行监测，控制器5通过接收到的降雨量和FBG锚杆211受到的轴力对边坡100的稳定性进行判断，进而可以对边坡100发生崩塌进行提前预警。

在一些实施例中，弹性连接件112的延伸方向与滑动区200的滑动方向相同。

具体地，将弹性连接件112的延伸方向与滑动区200的滑动方向设为相同，便于滑动区200发生滑动时，弹性连接件112发生变形以对滑动区200的下滑力进行部分抵消并对滑动区200进行约束，以提高第一防护网1对滑动区200的加固能力。

本发明实施例的监测方法，包括：将第一防护网覆盖在边坡的滑动区。将固定组件的一端伸入边坡内，将固定组件的另一端与第一防护网相连。将固定组件中的FBG锚杆与控制器相连。

具体地，将固定组件的下端伸入边坡内，固定组件的上端与第一防护网相连以将第一防护网固定在滑动区，并将固定组件中的FBG锚杆与控制器相连以对FBG锚杆受到的轴力进行分析，进而对第一防护网所覆盖的滑动区的稳定性进行监测。

在一些实施例中，监测方法还包括：将第二防护网覆盖在边坡的非滑动区，并将第二防护网固定在边坡上，将第二防护网与第一防护网连接。

具体地，将第二防护网覆盖在非滑动区并与第一防护网相连，以使第一防护网和第二防护网形成一个整体的防护网，提高第一防护网和第二防护网连接处的稳定性。

可以理解的是，在安装加固装置之前，当岩质边坡有许多破裂面并且岩体比较破碎时，应进行压力灌浆以确保危岩的完整性。注浆孔应穿过岩体的裂隙面，确保浆体具有一定的流动性以确保浆体凝固后达到较强的锚固力。当危岩体四周出现裂隙较多的情况时，可以采用喷射混凝土的方法，将混凝土喷射进裂隙中，对裂隙进行封闭加固。

在对边坡的危岩进行注浆加固后，再安装第一防护网和第二防护网，通过在边坡钻孔打入固定件来对防护网进行固定，施工过程简单，通过对第一防护网施加一定的预紧力以使第一防护网紧贴边坡的滑动区，通过对第二防护网施加一定的预紧力以使第二防护网紧贴边坡的非滑动区，通过将防护网紧贴边坡可以阻止局部的岩体发生移动，或者将边坡剥落的风化岩块裹缚在防护网内。

可以理解的是，将防护网紧贴边坡的设置方式，对防护网的形状没有固定的要求，避免了对原始地形和植被生长条件的破坏，进而提高了边坡的稳定性。

本发明实施例的边坡加固装置在边坡发生滑体，危岩滑出时，第一防护网的弹性连接件受到向下的拉力发生变形，第一防护网将危岩少量滑动产生的下滑力通过弹性连接件传递至整个防护网，加强了防护网对危岩的防护力，避免危岩的滑出，而且弹性连接件发生的变形可以抵消一部分的下滑力，进而降低固定组件受到的轴向受力，FBG锚杆将受到的轴向受力数据传输至控制器，控制器对FBG锚杆的轴力变化进行分析以对岩质边坡风化落石的情况进行监测预警。

在一些实施例中，监测方法还包括：将雨量计安装在边坡顶部，且将雨量计与控制器相连。

具体地，由于边坡底部的降雨量会受到边坡顶部的降雨量的影响，因而将雨量计安装在边坡的顶部，提高边坡处的降雨量的监测准确性。通过将雨量计与控制器相连以将雨量计监测到的数据传输至控制器。

如图4所示，当雨量计监测到的降雨量打到一定值后，危岩在滑动区的湿化强度下降以及裂隙静水压力推动的作用下，开始产生下滑趋势，滑移初期，危岩产生微量移动，受到下滑力的影响，FBG锚杆轴力上升，设定初始FBG锚杆的轴力为N0，防护网拉紧抵消了一部分下滑力并增强约束力，因此轴力的上升较为缓慢。如果保持较大的持续降雨量的话，危岩的下滑力不断增加，防护网不能有效抵消下滑力，此时增加的下滑力全部通过固定组件承担，则FBG锚杆的轴力开始不断快速增加，监测曲线出现转折点A。当转折点A出现后，表示危岩进入稳定性急剧下降阶段，存在崩塌灾害发生的较大可能性，转折点对应的时间对应预警发布时候，应及时封闭危岩影响区域的路段，并禁止人员和车辆通行，避免造成损失。

相比相关技术中采用泥位计的方式对危岩的崩塌冲击力大小进行监测的方式，本发明实施例可以在崩塌发生前通过对FBG锚杆的受力分析对危岩崩塌的参数进行实时监测的同时还可以提前对危岩崩塌进行预警。

本发明实施例通过直接对FBG锚杆的轴力变化进行监测，以监测危岩崩塌冲击力的变化，可以对滑动区的发展趋势和破坏程度做出准确的评估，为在合适的时间采取应急响应措施直接提供了依据。

在一些实施例中，将第一防护网覆盖在边坡的滑动区时，将弹性连接件的延伸方向与滑动区的滑动方向保持相同。

具体地，将弹性连接件的延伸方向与滑动区的滑动方向保持相同，便于弹性连接件受到滑动区的下滑力的时，弹性连接件发生形变以抵消部分下滑力，进而提高第一防护网的防护能力。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种加固装置，其特征在于，包括：

第一防护网，所述第一防护网适于覆盖边坡的滑动区，所述第一防护网包括多个彼此相连的第一闭环网格，所述第一闭环网格包括多个连接件，多个所述连接件首尾相连以围成所述第一闭环网格，多个所述连接件中至少部分为弹性连接件；

固定组件，所述固定组件包括多个固定件，所述固定件的一端伸入土壤内，多个所述固定件分别与所述第一防护网相连，且多个所述固定件间隔布置，多个所述固定件中至少部分所述固定件为FBG锚杆。

2.根据权利要求1所述的加固装置，其特征在于，还包括第二防护网，所述第二防护网适于覆盖所述边坡的非滑动区，所述第二防护网与所述第一防护网相连，所述第二防护网包括多个彼此相连的第二闭环网格。

3.根据权利要求2所述的加固装置，其特征在于，多个所述第一闭环网格分为多排，多排所述第一闭环网格在第一方向上依次相连，每排所述第一闭环网格包括多个沿第二方向依次相连的所述第一闭环网格，多个所述第二闭环网格分为多排，多排所述第二闭环网格在第一方向上依次相连，每排所述第一闭环网格包括多个沿第二方向依次相连的所述第二闭环网格。

4.根据权利要求3所述的加固装置，其特征在于，还包括雨量计，所述雨量计适于设在所述边坡上，所述雨量计用于监测所述边坡的降雨量。

5.根据权利要求4所述的加固装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述雨量计和FBG锚杆相连。

6.根据权利要求1所述的加固装置，其特征在于，所述弹性连接件的延伸方向与所述滑动区的滑动方向相同。

7.一种监测方法，其特征在于，包括：

将第一防护网覆盖在边坡的滑动区；

将固定组件的一端伸入所述边坡内，将固定组件的另一端与所述第一防护网相连；

将所述固定组件中的FBG锚杆与控制器相连。

8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，还包括：

将第二防护网覆盖在边坡的非滑动区，并将所述第二防护网固定在所述边坡上，将所述第二防护网与所述第一防护网连接。

9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，还包括：将雨量计安装在所述边坡顶部，且将所述雨量计与所述控制器相连。

10.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，将所述第一防护网覆盖在所述边坡的滑动区时，将弹性连接件的延伸方向与所述滑动区的滑动方向保持相同。

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