CN116045915B - 一种边坡监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种边坡监测装置及方法,涉及边坡监测技术领域,包括用于监测边坡倾斜度的倾斜监测组件,所述倾斜监测组件包括壳体、若干均匀安装于所述壳体内壁上的液位传感器、装于所述壳体内的第一液体,所述第一液体的体积小于所述壳体容积。以达到对边坡小幅度倾斜实现有效监测的目的。

Description

一种边坡监测装置及方法
技术领域
本发明涉及边坡监测技术领域,具体地,涉及一种边坡监测装置及方法。
背景技术
在高速公路、铁路等重要基础设施,以及居民、商业活动密集区,均存在沿岩质或土质山体修建的边坡,为避免边坡发生滑坡、崩塌等自然灾害的发生,边坡监测尤为重要。
现有的边坡监测领域中,有许多监测装置和方法,也存在诸多问题,传统的边坡监测是在边坡表面和边坡内部采集各种监测数据,包括利用地表气象站、测斜仪、土压力盒、裂缝计等传统监测设备获取各种监测数据,进而对边坡进行监测。
申请号CN202010417218.2,基于多摄像头影像判断的边坡监测系统及方法中记载了通过多个摄像头以全景的方式监测大面积的森林范围,监测精度不高,而且一旦大面积的边坡发生变动时,边坡大都发生了滑坡、坍塌,无法起到预警作用;
申请号CN202110860705.0,一种北斗和摄像模块结合的边坡监测装置以及方法中记载了通过北斗监测设备提供北斗基准站和北斗监测站的精确坐标,为摄像模块测量提供起始数据计算边坡的绝对坐标,整套设备成本巨大,并且同样存在精度低的问题,对于小范围的边坡变动的监测不到位。
综上所述,现有技术中不管是多摄像头全景拍摄,还是北斗定位辅助监测,一般难以对边坡小幅度的倾斜实现有效监测。
发明内容
本发明提供了一种边坡监测装置及方法,以达到对边坡小幅度倾斜实现有效监测的目的。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种边坡监测装置,包括用于监测边坡倾斜度的倾斜监测组件,所述倾斜监测组件包括壳体、若干均匀安装于所述壳体内壁上的液位传感器、装于所述壳体内的第一液体,所述第一液体的体积小于所述壳体容积。
本发明中,为了实现对边坡小幅度倾斜进行监测,采用了重力作用下,液面始终保持水平的这一特性,只要边坡发生了倾斜,安装到边坡上的倾斜监测组件会随着边坡倾斜,但是,壳体内的液体始终保持水平,因此壳体内壁上的液位传感器在边坡倾斜前后所监测的液位就会发生变化,从而监测出边坡发生倾斜,并进行预警,并且不管是边坡小范围倾斜还是大面积倾斜,本发明均能实现有效监测;且相较于现有技术中的多摄像头、北斗定位等装置,本发明结构、操作相对简单,制作成本低。
进一步的,还包括用于监测边坡沉降的整体沉降监测组件,所述整体沉降监测组件包括块体和拉绳,所述块体内部设有开口朝上的“U”形空腔,所述“U”形空腔最底端的间隙小于两侧的间隙,所述“U”形空腔最底端设有流量计,所述“U”形空腔内装有第二液体,所述第二液体的体积小于所述“U”形空腔的容积,所述“U”形空腔两端均开设有与所述块体外部连通的排气孔,所述拉绳一端连接所述壳体内壁的顶部,另一端连接所述块体使所述块体悬空。
对于大面积沉降中,存在某些区域在倾斜角度上未发生改变,从倾斜角度这一方面监测边坡的变动不够全面,为了解决这一问题,本发明采用了整体沉降监测组件进行监测,其中,“U”形空腔用于装入第二液体,当边坡发生整体沉降时,边坡监测装置会发生加速向下坠落一定距离,因此块体也会向下加速坠落,由于惯性的原因,“U”形空腔内的液体会向着“U”形空腔两侧移动,导致“U”形空腔最底端的液体向“U”形空腔两侧移动,流量计通过对“U”形空腔最底端液体流动状态的监测,实现对边坡整体沉降的监测;“U”形空腔最底端的间隙小于两侧的间隙,使得“U”形空腔最底端的液体更容易全部离开“U”形空腔最底端,便于流量计监测,排气孔能够方便“U”形空腔内的液体流动,避免密闭的“U”形空腔内的气体阻止液体流动,影响监测。
进一步的,所述整体沉降监测组件还包括拉力传感器,所述拉力传感器安装于所述拉绳上、用于监测所述拉绳受到的拉力。
由于整体沉降程度的不确定性,可能沉降速度快,幅度大,也可能沉降速度小,幅度也小等,因此,通过拉力传感器对沉降进行进一步监测,块体通过拉绳悬挂在壳体内,当壳体向下加速坠落时,块体会处于失重状态,导致拉绳受到的拉力突然减小,因此,通过安装于拉绳上的拉力传感器能够监测到这一拉力突变,也就能够监测到整体沉降。
进一步的,还包括安装于所述倾斜监测组件下方的安装组件,所述安装组件包括用于插入土里的伸缩钻头组件、以及用于清扫安装点的清扫组件。
由于边坡由泥土、石块构成,还可能长有植物,也可能是倾斜的斜坡,因此,伸缩钻头组件用于将钻头钻入地面之下对装置进行固定,清扫组件清扫边坡表面的杂物,方便装置安装稳固。
进一步的,所述伸缩钻头组件包括伸缩装置、安装于所述伸缩装置伸缩端的转轴、以及安装于所述转轴末端的钻头,所述清扫组件包括安装于所述转轴上的清扫装置。
伸缩装置用于对钻头进行伸缩,转轴带动钻头转动,实现钻头钻入边坡进行固定的目的,防止因为边坡倾斜度大、雨水冲刷等情况使边坡监测装置滑下边坡;由于边坡上可能存在碎石、植物等,会减小边坡监测装置与边坡之间的摩擦力,不利于边坡监测装置的安装,清扫装置能够清理碎石、植物等,便于安装。
进一步的,所述清扫装置包括一端固定安装于所述转轴上的清扫绳,以及固定安装于所述清扫绳另一端的球体,所述安装组件底端开设有用于存放所述球体的螺旋凹槽,所述螺旋凹槽的轴线与所述转轴的轴线共线,所述螺旋凹槽的底部设有用于对所述球体进行限位的限位装置,所述螺旋凹槽从安装组件底端至所述壳体一端的槽深逐渐增大。
由于边坡的特殊性,一些边坡坡度大,距离长,安装人员很难亲自到安装点安装,因此需要用到工具进行安装,比如机械臂、无人机等;由于转轴需要带动钻头转动,需要快速旋转,因此一端固定到转轴上的清扫绳同样能够随着转轴快速旋转,而快速旋转的清扫绳能够将边坡表面的碎石、杂草等清扫干净,球体为旋转的清扫绳提供离心力,使清扫绳能够保持拉伸状态,不会缠绕打结,螺旋凹槽用于存放球体,同时,球体沿着螺旋凹槽滑落,为球体提供一个围绕转轴的初始摆动力,防止清扫绳下垂,由于清扫绳材质较软,清扫完毕后,能够随同钻头和转轴一同钻入边坡,无需将清扫绳取下,操作方便。
进一步的,所述清扫装置包括若干与所述转轴连接的清扫板,所述转轴上开设有与所述清扫板一一对应的第一凹槽,所述第一凹槽的内侧壁上开设有第二凹槽,所述第二凹槽远离所述转轴轴线的侧壁上开设有第三凹槽,所述清扫板端部的一侧设有与所述第三凹槽匹配的凸起。
将清扫板上的凸起与第三凹槽匹配安装,此时清扫板远离第三凹槽的一侧与第一凹槽侧壁接触,当转轴旋转时,会出现两种结果,其一:正转,即清扫板进行清扫的旋转,转动方向为由第一凹槽未开设第二凹槽的侧壁方向向着另一个侧壁的方向转动,第一凹槽的其中一个侧壁对清扫板远离第三凹槽的一侧产生推力,由杠杆原理,凸起会向着第三凹槽内部深入,第三凹槽侧壁对凸起进行径向限位,防止转轴旋转时产生的离心力使清扫板脱离;其二:反转,即与清扫板进行清扫的旋转相反的旋转,此时,由于惯性的作用,清扫板向着开设有第三凹槽的第一凹槽侧壁方向转动,凸起会向着远离第三凹槽的方向转动,再由离心力使清扫板脱离,方便后续转轴带动钻头钻入边坡进行固定。
进一步的,所述安装组件还包括若干沿着所述安装组件下端边沿均匀分布的斜撑,所述斜撑由所述安装组件一侧向着远离所述安装组件的方向倾斜,所述斜撑下端设为劈尖。
斜撑用于支撑边坡监测装置,防止其滑下边坡,同时,在边坡监测装置重力的作用下,劈尖会插入到边坡里,增强支撑力。
一项所述边坡监测装置的监测方法,包括倾斜监测方法,所述倾斜监测方法包括:
将所述坡监测装置安装于所需监测的边坡上,待壳体内的第一液体的液面稳定后,通过液位传感器记录液面与所述壳体四个侧面相交的相交线位置记为第一相交线组;壳体侧壁上的若干液位传感器能够检测出若干个液面高度,同一壳体侧面上检测出的液面高度得出这个壳体侧面的相交线,壳体四个侧面的四条相交线构成了第一相交线组。
当相交线的位置发生改变时,控制装置向监控中心发送边坡地面变动预警,待相交线的位置再次稳定后,记为第二相交线组;
当所述第二相交线组与所述第一相交线组位置不同时,边坡发生倾斜,根据所述第二相交线组计算出边坡倾斜角度;当所述第二相交线组与所述第一相交线组位置相同时,边坡未发生倾斜;
将第二相交线组作为新的第一相交线组继续进行监测。
进一步的,还包括沉降监测方法,所述沉降监测方法包括:
在边坡监测装置内设置整体沉降监测组件,所述整体沉降监测组件包括块体和拉绳,所述块体内部设有开口朝上的“U”形空腔,所述“U”形空腔最底端的间隙小于两侧的间隙,所述“U”形空腔最底端设有流量计,所述“U”形空腔内装有第二液体;
当所述流量计监测到“U”形空腔最底端的第二液体向所述“U”形空腔两侧移动和/或拉力传感器监测到拉绳所受拉力发生突变时,控制装置向监控中心发射边坡地面沉降预警,待相交线的位置再次稳定后,记为第三相交线组;
当所述第三相交线组与所述第一相交线组位置不同时,边坡发生沉降和倾斜,根据所述第三相交线组计算出边坡倾斜角度;当所述第三相交线组与所述第一相交线组位置相同时,边坡发生整体沉降;
将第三相交线组作为新的第一相交线组继续进行监测。
本发明提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
(1)本发明通过监测壳体内液面位置的变化监测边坡的倾斜,不管是边坡小范围倾斜还是大面积倾斜,均能实现有效监测;
(2)通过拉绳将块体悬挂到壳体内部并悬空,再通过边坡发生沉降时产生的加速度,使得“U”形空腔内的液体波动以及拉绳拉力的变化,对边坡沉降进行监测,结构简单,操作方便;
(3)通过钻头钻入边坡进行边坡监测装置的固定,防止装置因边坡的倾斜或者雨水冲刷等因素滑落;
(4)通过安装于边坡监测装置上的清扫装置对装置安装点进行自动清扫,防止碎石、杂草等影响装置的安装,防止人工清扫边坡时出现安全隐患;
(5)通过清扫绳清扫边坡,结构简单,收纳方便,且不影响后续的固定;
(6)通过清扫板清扫边坡,清扫力度更大,能够清扫嵌入边坡的碎石,清扫效果更强,同时,清扫板安装结构巧妙,转轴正转能够正常进行清扫,反转时能够使清扫板自动脱落,使清扫板不会对钻头的固定产生影响。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本发明的一部分,并不构成对本发明实施例的限定;
图1是本发明中边坡监测装置剖视图;
图2是本发明中整体沉降监测组件剖视图;
图3是本发明中清扫绳清扫装置剖视图;
图4是本发明中清扫板清扫装置剖视图;
图5是本发明中边坡发生倾斜前后的相交线组展开图;
其中,1-壳体,2-液位传感器,3-第一液体,4-整体沉降监测组件,401-块体,402-拉绳,403-“U”形空腔,404-流量计,405-第二液体,406-排气孔,5-转轴,6-钻头,701-清扫绳,702-球体,703-螺旋凹槽,704-限位装置,801-清扫板,802-第一凹槽,803-第二凹槽,804-第三凹槽,805-凸起,9-斜撑,10-第一相交线组,11-第二相交线组。
实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在相互不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
请参照图1、图2、图3和图4所示,本实施例提供了一种边坡监测装置,包括用于监测边坡倾斜度的倾斜监测组件,所述倾斜监测组件包括壳体1、若干均匀安装于所述壳体1内壁上的液位传感器2、装于所述壳体1内的第一液体3,所述第一液体3的体积小于所述壳体1容积。
其中,为了使液面和壳体1侧面的相交线呈直线,因此壳体1的内腔优选采用正方体或者长方体结构,液位传感器2的数量根据实际需求确定,为了能够更好的描绘出壳体1各内侧面上液面的相交线,优选为壳体1的每个内侧面至少设置两个液位传感器2,液位传感器2可以是差压液位变送器、浮球液位变送器或者超声波液位变送器等,具体的安装方式和连接方式均通过现有技术实现,且每个液位传感器2均连接边坡监测装置的控制装置,此控制装置可以是单片机、PLC等;为了应对低气温液体结冰的情况,第一液体3不采用凝固点较高的水等,而是采用凝固点较低的防冻液等,或者在第一液体3外围设置保暖、加热装置,由于液体的挥发特性,壳体1需要采用密封设计,或者在壳体1上安装排气阀,防止壳体内气压过大,影响内部设备的正常工作;第一液体3的液面高度需要与液位传感器2的检测范围相匹配,单个液位传感器2采用竖直安装的方式安装,壳体1水平放置时,保证第一液体3的液面位于液位传感器2检测部位的中部。
在更为优选的实施例中,壳体1顶端设有拉环、扣件等紧扣件,便于无人机、机械臂、人工等抓取,便于安装和运输。
在更为优选的实施例中,还包括用于监测边坡沉降的整体沉降监测组件4,所述整体沉降监测组件4包括块体401和拉绳402,所述块体401内部设有开口朝上的“U”形空腔403,所述“U”形空腔403最底端的间隙小于两侧的间隙,所述“U”形空腔403最底端设有流量计404,所述“U”形空腔403内装有第二液体405,所述第二液体405的体积小于所述“U”形空腔403的容积,所述“U”形空腔403上端开设有与所述块体401外部连通的排气孔406,所述拉绳402一端连接所述壳体1内壁的顶部,另一端连接所述块体401使所述块体401悬空。
其中,块体401的形状和大小可以是任意的,本实施例不做具体限定,拉绳402的上端优选与壳体顶部的中部连接,且拉绳402的长度小于壳体1顶部短边长度的一半,拉绳402悬挂块体401后形成的单摆结构,需要确保在摆动的过程中,块体401不会与壳体1的侧壁相撞,同时,在自然状态下,拉绳402所在直线通过块体401的重心;流量计404可以是差压液位变送器、浮球液位变送器或者超声波液位变送器等,具体的安装方式和连接方式均通过现有技术实现,且流量计404同样与边坡监测装置的控制装置连接;第二液体405的数量只需刚好淹没“U”形空腔403最底端即可,避免第二液体405重量过重,无法在边坡沉降过程中的短暂加速中向“U”形空腔403两侧移动,影响流量计404监测,同样的,为了应对低气温液体结冰的情况,第二液体405采用防冻液,或者在第二液体405外围设置保暖、加热装置;排气孔406的大小可以是任意的且优选“U”形空腔403的两侧均设置一个。
在更为优选的实施例中,所述整体沉降监测组件4还包括拉力传感器,所述拉力传感器安装于所述拉绳402上、用于监测所述拉绳402受到的拉力。
拉力传感器可以是S型拉压力传感器、柱式拉力传感器等,通过现有的安装方式和连接方式安装,同样与边坡监测装置的控制装置连接。
在更为优选的实施例中,还包括安装于所述倾斜监测组件下方的安装组件,所述安装组件包括用于插入土里的伸缩钻头组件、以及用于清扫安装点的清扫组件。所述伸缩钻头组件包括伸缩装置、安装于所述伸缩装置伸缩端的转轴5、以及安装于所述转轴5末端的钻头6,所述清扫组件包括安装于所述转轴5上的清扫装置。
其中,伸缩装置可以是滚珠丝杠结构、齿轮齿条结构等,转轴5为使用驱动电机控制转动的圆柱结构。
在更为优选的实施例中,当需要清扫边坡安装点的杂草时,所述清扫装置包括一端固定安装于所述转轴5上的清扫绳701,以及固定安装于所述清扫绳701另一端的球体702,所述安装组件底端开设有用于存放所述球体702的螺旋凹槽703,所述螺旋凹槽703的轴线与所述转轴5的轴线共线,所述螺旋凹槽703的底部设有用于对所述球体702进行限位的限位装置704,所述螺旋凹槽703从安装组件底端至所述壳体1一端的槽深逐渐增大。
清扫绳701需要一定的强度,优选尼龙材料制成,强度大,球体702采用质量较大的金属材料制成,可以是铁球、钢球等,螺旋凹槽703的宽度与球体702的直径相等,螺旋凹槽703的长度和深度可以是任意的,只为给球体702充当初始的跑道,为球体702提供初始的旋转;限位装置704可以是电动伸缩柱、活塞、活动挡块等,防止球体702落下。
在更为优选的实施例中,当需要清扫边坡安装点的碎石时,特别是与边坡存在一定粘连的碎石,所述清扫装置包括若干与所述转轴5连接的清扫板801,所述转轴5上开设有与所述清扫板801一一对应的第一凹槽802,所述第一凹槽802的内侧壁上开设有第二凹槽803,所述第二凹槽803远离所述转轴5轴线的侧壁上开设有第三凹槽804,所述清扫板801端部的一侧设有与所述第三凹槽804匹配的凸起805。
其中,如图4所示,开设于转轴5上的第一凹槽802优选为扇形槽,或者扇形槽中包括圆弧的一部分,便于清扫板801脱落时有足够的转动空间,第二凹槽803开设于第一凹槽802的一个侧壁上,优选为第二凹槽803的一个侧壁与第一凹槽802另一个侧壁共面,使得第一凹槽802的侧壁光滑无凸起,避免影响清扫板801的安装和受力,第二凹槽803的宽度应大于清扫板801的厚度且小于清扫板801的厚度与凸起805的高度之和,对垂直于第二凹槽803底部安装的清扫板801进行限位,优选的,清扫板801远离凸起805一侧的棱角设为圆角,便于清扫板801向着凸起805一侧旋转后从第二凹槽803内取出。
在更为优选的实施例中,所述安装组件还包括若干沿着所述安装组件下端边沿均匀分布的斜撑9,所述斜撑9由所述安装组件一侧向着远离所述安装组件的方向倾斜,所述斜撑9下端设为劈尖。
其中,斜撑9为楔形块,且劈尖的尖端与安装该斜撑9的安装组件的边平行,斜撑9的数量根据斜撑9本身的大小以及安装组件下端边沿的周长确定,斜撑9的倾斜角度根据边坡监测装置所安装的边坡的倾斜角度确定,优选的,如图1所示,安装组件还包括套设在壳体1外部的外壳,斜撑9沿着外壳下端边沿均匀分布,此外壳用于增大壳体1与边坡的接触面积,进一步防止装置发生滑动。
实施例2
本实施例提供了基于实施例1中的边坡监测装置的监测方法,包括倾斜监测方法,所述倾斜监测方法包括:
将所述坡监测装置安装于所需监测的边坡上,待壳体1内的第一液体3的液面稳定后,通过液位传感器2记录液面与所述壳体1四个侧面相交的相交线位置记为第一相交线组10;
当相交线的位置发生改变时,控制装置向监控中心发送边坡地面变动预警,待相交线的位置再次稳定后,记为第二相交线组11;
当所述第二相交线组11与所述第一相交线组10位置不同时,边坡发生倾斜,根据所述第二相交线组11计算出边坡倾斜角度;当所述第二相交线组11与所述第一相交线组10位置相同时,边坡未发生倾斜;
将第二相交线组11作为新的第一相交线组10继续进行监测。
其中,如图5所示,第一相交线组10与第二相交线组11产生了交叉,则交叉点的锐角则为边坡倾斜的角度。
在更为优选的实施例中,还包括沉降监测方法,所述沉降监测方法包括:在边坡监测装置内设置整体沉降监测组件4,所述整体沉降监测组件4包括块体401和拉绳402,所述块体401内部设有开口朝上的“U”形空腔403,所述“U”形空腔403最底端的间隙小于两侧的间隙,所述“U”形空腔403最底端设有流量计404,所述“U”形空腔403内装有第二液体405;
当所述流量计404监测到“U”形空腔403最底端的第二液体405向所述“U”形空腔403两侧移动和/或拉力传感器监测到拉绳402所受拉力发生突变时,控制装置向监控中心发射边坡地面沉降预警,待相交线的位置再次稳定后,记为第三相交线组;
当所述第三相交线组与所述第一相交线组10位置不同时,边坡发生沉降和倾斜,根据所述第三相交线组计算出边坡倾斜角度;当所述第三相交线组与所述第一相交线组10位置相同时,边坡发生整体沉降;
将第三相交线组作为新的第一相交线组10继续进行监测。
其中,沉降监测与倾斜监测为同时进行的,且第三相交线组的边坡倾斜角度的计算方式与第二相交线组11相同。
实施例3
在实施例1的基础上,边坡监测装置可以人工安装,也可采用机械臂或无人机安装。人工安装时,通过人工清扫监测点即可;
当采用机械臂或无人机进行安装时,安装方法包括如下步骤:
通过机械臂或者无人机将边坡监测装置移动到预设的监测点位,使坡监测装置离地面一定的距离,伸长伸缩装置,使清扫装置伸出边坡监测装置的底部;清扫绳701清扫装置中,打开限位装置704,使球体702沿着螺旋凹槽703滑落,使球体702绕转轴5摆动,并启动转轴5的驱动电机使转轴5转动且转速逐步加快,待达到一定的转速时,继续伸长伸缩装置,将转动的清扫绳701贴近边坡地面,通过快速旋转的清扫绳701将边坡地面的碎石赶走,杂草割断,然后停止转轴5的驱动电机;清扫板801清扫装置中,移动边坡监测装置将清扫板801贴近边坡地面,启动转轴5的驱动电机,使转轴5正转,通过清扫板801将边坡地面的碎石等赶走,停止转轴5的驱动电机,然后启动转轴5的驱动电机进行反转,使清扫板801在离心力的作用下脱落;
清扫后固定,操控机械臂或者无人机将边坡监测装置放置于清扫后的边坡上,启动伸长伸缩装置和转轴5的驱动电机,使钻头旋转插入边坡,等到钻头插入边坡一定距离后,停止伸缩装置和转轴5的驱动电机,完成安装。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种边坡监测装置,其特征在于,包括用于监测边坡倾斜度的倾斜监测组件,所述倾斜监测组件包括壳体(1)、若干均匀安装于所述壳体(1)内壁上的液位传感器(2)、装于所述壳体(1)内的第一液体(3),所述第一液体(3)的体积小于所述壳体(1)容积;
还包括用于监测边坡沉降的整体沉降监测组件(4),所述整体沉降监测组件(4)包括块体(401)和拉绳(402),所述块体(401)内部设有开口朝上的“U”形空腔(403),所述“U”形空腔(403)最底端的间隙小于两侧的间隙,所述“U”形空腔(403)最底端设有流量计(404),所述“U”形空腔(403)内装有第二液体(405),所述第二液体(405)的体积小于所述“U”形空腔(403)的容积,所述“U”形空腔(403)两端均开设有与所述块体(401)外部连通的排气孔(406),所述拉绳(402)一端连接所述壳体(1)内壁的顶部,另一端连接所述块体(401)使所述块体(401)悬空。
2.根据权利要求1所述的一种边坡监测装置,其特征在于,所述整体沉降监测组件(4)还包括拉力传感器,所述拉力传感器安装于所述拉绳(402)上、用于监测所述拉绳(402)受到的拉力。
3.根据权利要求1所述的一种边坡监测装置,其特征在于,还包括安装于所述倾斜监测组件下方的安装组件,所述安装组件包括用于插入土里的伸缩钻头组件、以及用于清扫安装点的清扫组件。
4.根据权利要求3所述的一种边坡监测装置,其特征在于,所述伸缩钻头组件包括伸缩装置、安装于所述伸缩装置伸缩端的转轴(5)、以及安装于所述转轴(5)末端的钻头(6),所述清扫组件包括安装于所述转轴(5)上的清扫装置。
5.根据权利要求4所述的一种边坡监测装置,其特征在于,所述清扫装置包括一端固定安装于所述转轴(5)上的清扫绳(701),以及固定安装于所述清扫绳(701)另一端的球体(702),所述安装组件底端开设有用于存放所述球体(702)的螺旋凹槽(703),所述螺旋凹槽(703)的轴线与所述转轴(5)的轴线共线,所述螺旋凹槽(703)的底部设有用于对所述球体(702)进行限位的限位装置(704),所述螺旋凹槽(703)从安装组件底端至所述壳体(1)一端的槽深逐渐增大。
6.根据权利要求4所述的一种边坡监测装置,其特征在于,所述清扫装置包括若干与所述转轴(5)连接的清扫板(801),所述转轴(5)上开设有与所述清扫板(801)一一对应的第一凹槽(802),所述第一凹槽(802)的内侧壁上开设有第二凹槽(803),所述第二凹槽(803)远离所述转轴(5)轴线的侧壁上开设有第三凹槽(804),所述清扫板(801)端部的一侧设有与所述第三凹槽(804)匹配的凸起(805)。
7.根据权利要求3所述的一种边坡监测装置,其特征在于,所述安装组件还包括若干沿着所述安装组件下端边沿均匀分布的斜撑(9),所述斜撑(9)由所述安装组件一侧向着远离所述安装组件的方向倾斜,所述斜撑(9)下端设为劈尖。
8.基于权利要求1-7中任意一项所述边坡监测装置的一种边坡监测方法,其特征在于,包括倾斜监测方法,所述倾斜监测方法包括:
将所述坡监测装置安装于所需监测的边坡上,待壳体(1)内的第一液体(3)的液面稳定后,通过液位传感器(2)记录液面与所述壳体(1)四个侧面相交的相交线位置记为第一相交线组(10);
当相交线的位置发生改变时,控制装置向监控中心发送边坡地面变动预警,待相交线的位置再次稳定后,记为第二相交线组(11);
当所述第二相交线组(11)与所述第一相交线组(10)位置不同时,边坡发生倾斜,根据所述第二相交线组(11)计算出边坡倾斜角度;当所述第二相交线组(11)与所述第一相交线组(10)位置相同时,边坡未发生倾斜;
将第二相交线组(11)作为新的第一相交线组(10)继续进行监测。
9.根据权利要求8所述的一种边坡监测方法,其特征在于,还包括沉降监测方法,所述沉降监测方法包括:
在边坡监测装置内设置整体沉降监测组件(4),所述整体沉降监测组件(4)包括块体(401)和拉绳(402),所述块体(401)内部设有开口朝上的“U”形空腔(403),所述“U”形空腔(403)最底端的间隙小于两侧的间隙,所述“U”形空腔(403)最底端设有流量计(404),所述“U”形空腔(403)内装有第二液体(405);
当所述流量计(404)监测到“U”形空腔(403)最底端的第二液体(405)向所述“U”形空腔(403)两侧移动和/或拉力传感器监测到拉绳(402)所受拉力发生突变时,控制装置向监控中心发射边坡地面沉降预警,待相交线的位置再次稳定后,记为第三相交线组;
当所述第三相交线组与所述第一相交线组(10)位置不同时,边坡发生沉降和倾斜,根据所述第三相交线组计算出边坡倾斜角度;当所述第三相交线组与所述第一相交线组(10)位置相同时,边坡发生整体沉降;
将第三相交线组作为新的第一相交线组(10)继续进行监测。
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