CN116448050A - 一种用于滑坡变形的监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于滑坡变形的监测装置及监测方法，所述监测装置包括其上安装有压力传感器的监测管，所述监测管上串联有柔性筒，柔性筒的内侧固定有内衬板，所述压力传感器夹持在内衬板与柔性筒之间；柔性筒的内侧还设置有呈V形的弹性板，所述弹性板的两端中，其中一端与柔性筒的上端固定连接，另一端与柔性筒的下端固定连接；在弹性板受压产生开口宽度变小的弹性变形时，弹性板上拐点的外侧可作用在内衬板上，并通过内衬板向柔性筒上传递使得柔性筒向外扩张的力。所述监测方法为所述监测装置的使用方法，采用所述监测装置所提供的结构设计，不仅可保护压力传感器，同时可保障压力传感器数据采集的可靠性。

Description

一种用于滑坡变形的监测装置及监测方法

技术领域

本发明涉及地质监测技术领域，特别是涉及一种用于滑坡变形的监测装置及监测方法。

背景技术

滑坡为一种地质现象，是广泛存在的、危害性巨大的地质灾害。现有技术中，从统计可得出：大部分滑坡的发生都不同程度与人类的工程建设活动有关，为实现早发现、早预防，降低滑坡造成的危害，进行滑坡变形监测并提前进行预警是有效的手段。关于滑坡监测，现有技术中通常采用监测滑坡位移的手段，根据监测位置或者监测对象进行划分，主要的监测手段包括地面监测手段、地下监测手段。地面监测手段中，可以采用的方法包括基于图像识别并识别出特征对象位移的方法、包括基于GPS位置定位以识别出目标对象位移的方法；地下监测手段中，一般以岩土相对于岩基的位移量作为监测目标，具体采用的方法包括TDR方法（时域反射法）、测斜孔位移测量方法，具体方案分别如专利申请号为CN201810134191.9，发明创造名称为一种滑坡深部位移实时测量装置及测量方法所提供的技术方案；专利申请号为CN202010103626.0，发明创造名称为一种滑坡位移监测系统所提供的技术方案。

TDR方法具有实现成本低等优势，但在具体运用中，TDR方法需要采用到同轴电缆，同轴电缆在使用中容易断裂。测斜孔位移测量方法虽然设置成本更高，但在使用过程中具有更好的抗破坏能力，同时一般也认为该方法能够更为准确的指征滑坡变形位移量、具体变形的位置。

进一步对滑坡变形监测技术进行优化，对降低灾害危害程度、保障人民的人身和财产安全具有积极作用。

发明内容

针对上述提出的进一步对滑坡变形监测技术进行优化的目的，本发明提供了一种用于滑坡变形的监测装置及监测方法。所述监测方法为所述监测装置的使用方法，采用所述监测装置所提供的结构设计，不仅可保护压力传感器，同时可保障压力传感器数据采集的可靠性。

针对上述问题，本发明提供的一种用于滑坡变形的监测装置及监测方法通过以下技术要点来解决问题：一种用于滑坡变形的监测装置，包括其上安装有压力传感器的监测管，所述监测管上串联有柔性筒，柔性筒的内侧固定有内衬板，所述压力传感器夹持在内衬板与柔性筒之间；

柔性筒的内侧还设置有呈V形的弹性板，所述弹性板的两端中，其中一端与柔性筒的上端固定连接，另一端与柔性筒的下端固定连接；

在弹性板受压产生开口宽度变小的弹性变形时，弹性板上拐点的外侧可作用在内衬板上，并通过内衬板向柔性筒上传递使得柔性筒向外扩张的力。

斜坡岩土的变形是斜坡稳定性变化或破坏前最显著的特征，故通过监测岩土变形，可实现在滑坡加速变形阶段之前进行滑坡预警，达到降低灾害危害程度、保障人民的人身和财产安全的作用。现有技术中，按照斜坡的变形与时间曲线的关系，可将滑坡分为渐变型滑坡、突发型滑坡以及稳定型滑坡。对于破坏能力，渐变型滑坡以及突发型滑坡是重点关注对象，突发型滑坡从变形到失稳破坏多以天和月计（也存在几分钟中从开始变形发生到失稳滑坡的情况），渐变型滑坡从变形到失稳所需的时间较突发型滑坡长。而在出现失稳滑坡前，一般需要经历初始变形阶段、等速变形阶段以及加速变形阶段，在不同的阶段上岩土具有不同的变形速度。现有技术中，与TDR技术直接获得变形有区别的，通过压力传感器测量来自岩土的压力，根据压力值变化情况，以变形速度与压力值变化速度呈正比的关系，可间接反映出岩土的变形速度。同时，通过压力传感器实现滑坡变形监测的实现过程中，一般将压力传感器安装在监测管的外壁上，再将监测管插入地表的安装孔中，这样的方式在具体使用时，存在如下问题：安装过程可能对传感器产生的破坏、使用过程中传感器的密封性问题、由于安装孔的内径较监测管的外径大，所导致的当传感器与安装孔之间具有间隙时，所述间隙使得在一定时间范围内无法监测到岩土变形的问题。

基于以上，本方案提供了一种用于滑坡变形的监测装置。本方案在使用时，所述监测管作为压力传感器深入地下的导入杆，具体安装方法可为：将所述监测管吊装于钻制于地表上的安装孔中，利用监测管的自重或者在所述自重以及对监测管的外加压力下，使得弹性板变形为其上拐点作用于内衬板上，并通过内衬板向柔性筒上传递使得柔性筒向外扩张的力，获得柔性筒外壁与安装孔孔壁相接触的状态；在进行滑坡变形的过程中，利用压力传感器所监测到的来自柔性筒的力，并监测该力的变化，即可对滑坡变形进行监测。

采用以上所提出的结构设计：

首先，压力传感器位于监测管的内侧，在监测管安装以及本监测装置使用过程中，监测管可避免压力传感器与侧面岩土直接接触、当将监测管设置为盲管时，监测管可作为压力传感器的隔水套，避免压力传感器浸泡在地下水中，故采用本方案有利于保持压力传感器的可靠性；

其次，当采用吊装方式安装监测管时，在柔性筒与弹性板自重、柔性筒下方监测管管段重力的作用下，柔性筒与弹性板保持拉伸状态，此时，柔性筒具有较小的直径、弹性板具有较大的开口宽度，这样的嵌入动作并不会导致安装孔侧面岩土对压力传感器的完好性带来任何影响；在监测管嵌入安装孔并且下方支撑于安装孔的孔底时，在监测管自身重力或者在重力与外加压力的共同作用下，弹性板发生开口宽度变小的弹性变形，当变形为拐点与内衬板相挤压后，对于柔性筒，在来自于内衬板的向外的推力下，柔性筒向外扩张与安装孔的孔壁接触，此时，压力传感器通过两侧的柔性筒与内衬板，被夹持在岩土与弹性板之间，故采用本方案，可非常便捷的使得压力传感器被约束为能够测量侧面岩土压力的状态；

其次，设置为弹性板呈V形并且开口端的两端分别与柔性筒的上下端连接，在监测管嵌入安装孔并且弹性板受到来自上方的压力时，可使得弹性板的拐点具有相对固定的运动轨迹，从而保障对压力传感器的夹持性能；

其次，采用在监测管上串联柔性筒、柔性筒中安装弹性板的方式，在监测管使用过程中，因为不同深度岩土层发生不同的变形或者岩土层相对于基岩位移时，柔性筒部分可通过径向变形减小监测管所受剪力大小，利于保持监测管的完好性；

最后，弹性板的安装方式使得其为监测管吊装安装时的抗拉元件、为监测管使用时的抗压元件，通过有效减小柔性筒受力，可保持监测管的完好性。

较优的，为保障零件在使用场合中的性能可靠性，所述压力传感器采用电阻应变式传感器，如应变片压力传感器；连接在压力传感器上的线束通过监测管的内侧走线，并从监测管的上端引出；压力传感器的供电采用外置式太阳能供电装置；将监测管的下端设置为具有尖端的盲端，并在监测管的上端设置封板以及在封板上安装吊环，所述封板相对于监测管可拆，在线束的穿出位置设置防水结构，在监测管的底部设置水量传感器，当检查到监测管底部积水后，维护人员通过拆卸封板将积水抽出。

作为所述的一种用于滑坡变形的监测装置更进一步的技术方案：

在一个具体实施例中，所述监测管由多段刚性筒与多段柔性筒串联而成，并且，在监测管的长度方向上，相邻的刚性筒通过柔性筒相串联、相邻的柔性筒通过刚性筒相串联；

各柔性筒的内侧均设置有弹性板，各弹性板均配置有内衬板以及压力传感器。本方案即提供了一种通过刚性筒与柔性筒串联形成所述监测管、在监测管上，刚性筒与刚性筒之间、柔性筒与柔性筒之间均相互间隔的技术方案。采用本方案，多个柔性筒在监测管的长度方向获得多个压力传感器设置位置，这样，可以通过不同位置的压力传感器获得不同深度岩土的变形，从而从整体上反映岩土变形。采用刚性筒与柔性筒间隔排布的方式，利用刚性筒保持监测管的基本长度，压力传感器的具体位置根据相应柔性筒的变形而改变，这样，本方案可方便控制各压力传感器在监测管轴线上的位置，同时使得监测管整体具有较好的抗剪破坏性能。在具体实施时，所述刚性筒可采用不锈钢筒，柔性筒采用橡胶筒，需要说明的是：不同位置处刚性筒与柔性筒的长度根据具体运用环境的地层结构进行配置。

在一个具体实施例中，在监测管的长度方向上，下方柔性筒内弹性板的刚度大于上方柔性筒内弹性板的刚度。本方案用于针对如下问题：在不考虑岩土对不同位置监测管挤压的情况下，位于下方柔性筒中的弹性板将受到更大的压力，而安装孔除了位于底部的钻入导入段，一般可认为其为等径孔，另外，为方便监测管制备，除了其上的连接法兰位置，可设置为在柔性筒自由状态下时，监测管其他位置的外径一致，在这样的背景下，采用以上方案，在释放吊具对监测管的作用或者为监测管的上端施加外加压力后，可使得处于不同柔性筒内的弹性板能够发生相对一致的变形量，避免处于下方的压力传感器的初始压力过大而影响其使用寿命。

在一个具体实施例中，所述柔性筒内的弹性板的数量大于1；

不同弹性板的拐点位于柔性筒周向方向上的不同位置，各弹性板均配置有内衬板以及压力传感器。本方案旨在解决如下问题：在弹性板受压时，其产生使得其开口宽度变小的力，此时其上的拐点向柔性筒的内壁移动，可达到接触并挤压内衬板、将压力传感器配置为可检测来自柔性筒外壁的压力的目的，故，单个压力传感器仅能够较为灵敏的监测其所在位置处来自外侧岩土的压力，而采用以上方案，单个柔性筒中具有多根弹性板，并且不同弹性板的拐点位于柔性筒周向方向上的不同位置，这就使得当柔性筒被压缩后，不同弹性板的拐点可用于作用到不同的压力传感器上，从而将本方案配置为能够测量来自不同方向岩土的压力。

在一个具体实施例中，所述监测管由刚性筒与柔性筒通过连接法兰串联而成，刚性筒与柔性筒的端部均设置有连接法兰；

柔性筒的两端均设置有用于固定弹性板的固定座，所述固定座包括板环以及筋板；

针对柔性筒任意一端的固定座：板环设置在柔性筒的中部，板环通过筋板与柔性筒端部的连接法兰固定连接，弹性板的端部固定于板环上。本方案提供了一种具体的监测管组成方式以及相连的连接方式，并在柔性筒内侧设置数量大于1的弹性板的基础上，提供一种以固定座约束各弹性板不同端的技术方案。具体固定座结构设计中，可使得被固定的弹性板之间并不会发生直接干涉而影响弹性板的布设数量以及位置。本方案在具体实施时，根据具体运用，本领域技术人员可以根据检测点数量以及位置选择弹性板的数量以及布设位置，较优的，为避免监测管在非剪力下发生弯曲而影响监测管安装，位于同一柔性筒中的弹性板尺寸规格以及参数相同，并相对于柔性筒的轴线环形均布。

在一个具体实施例中，在所述拐点作用于内衬板上时，压力传感器位于拐点在内衬板上作用位置的侧方。本方案旨在针对：为实现滑坡变形监测，为反应岩土位移量，通过压力传感器测量值的变化趋势即可得到变形-时间曲线图，本方案通过避免将压力传感器直接正压于拐点与柔性筒之间，可减小压力传感器在使用周期内的受力，从而达到延长压力传感器寿命、保障监测可靠性的目的。

在一个具体实施例中，还包括用于对监测管进行轴线定位的定位装置；

所述定位装置包括定位板以及定位环；

所述定位环上设置有第一中心孔，第一中心孔的孔径与监测管上端的外径相等；

所述定位板上设置有第二中心孔，第二中心孔的孔径与定位环的外径相等。本方案具体运用为：将监测管嵌入位于基岩上的安装孔中并保持监测管与安装孔的下端为对中关系，设置为所述第二中心孔与安装孔呈同轴关系并且监测管的上端穿过第二中心孔，而后，将定位环套设在监测管的上端并通过摆动监测管，使得定位环嵌入第二中心孔中，完成以上操作后，即获得了监测管与安装孔同轴的状态，在获得该状态后，释放吊具对监测管的拉力，并通过压力传感器的测量值，判定柔性筒外壁与安装孔孔壁的挤压状态；当判定为柔性筒与安装孔相互挤压时，确认为完成监测管安装；在判定为柔性筒与安装孔相间隔时，对监测管施加外加压力，获得柔性筒与安装孔相互挤压的状态，并利用外加压力保持柔性筒与安装孔相互挤压的状态。故：以上定位装置结构简单、使用方便；可用于固定监测管的初始轴线位置使得其保持与安装孔轴线同轴的状态，在这样的状态下，在柔性筒周向上均匀布置多个第一压力传感器的运用中，通过各弹性板相对均匀的变形即可将对应压力传感器配置为处于能够检测岩土位移的状态。较优的，设置为定位环的下端具有导入斜面，该导入斜面的下端位于定位环的内侧，上端位于定位环的外侧，在定位板的位置被固定为第二中心孔与安装孔同轴后，在定位环向下嵌入第二中心孔与监测管之间的间隙的过程中，使得本定位装置具有对监测管进行调心作用。

在一个具体实施例中，所述柔性筒为橡胶筒，内衬板为与柔性筒内壁面贴合的塑料弧形板，由内衬板的中心至内衬板边缘任意位置，内衬板的厚度线性变小。本方案提供了柔性筒以及内衬板的具体实现方式，关于对内衬板的厚度设计，旨在实现：在来自外接岩土对柔性筒的挤压下，内衬板相当于为位于柔性筒内侧的支撑板，内衬板厚度线性变化即为连续变化，这样可以减小内衬板边缘位置处的柔性筒筒壁因为应力集中而被撕裂的可能性。

本方案还公开了一种用于滑坡变形的监测方法，该方法采用如上任意一项所述的监测装置完成滑坡变形监测；

具体方法为：

监测装置安装，其中，将所述监测管吊装于钻制于地表上的安装孔中，利用监测管的自重或者在所述自重以及对监测管的外加压力下，使得弹性板变形为其上拐点作用于内衬板上，并通过内衬板向柔性筒上传递使得柔性筒向外扩张的力，获得柔性筒外壁与安装孔孔壁相接触的状态；

进行滑坡变形监测，其中，利用压力传感器所监测到的来自柔性筒的力，对滑坡变形进行监测。本监测方法为所述监测装置运用于滑坡变形的使用方法。

作为所述的一种用于滑坡变形的监测方法更进一步的技术方案：

在一个具体实施例中，所采用安装孔的孔底位于基岩上，并且，基岩上安装孔的孔深大于0.5米；

安装孔的下端为端部为尖端的锥形孔，所述尖端位于安装孔的轴线上；监测管的下端为端部为尖端的锥形杆，所述锥形杆与监测管同轴，在进行吊装时，锥形杆嵌入锥形孔中；

在锥形杆嵌入锥形孔中后，对监测管进行同轴度矫正，并具体矫正为：监测管与安装孔同轴；

完成同轴度矫正后，对监测管的上端进行固定，以限制监测管向任意径向方向摆动；

对监测管进行固定后，移除吊具对监测管的作用，并通过压力传感器的测量值，判定柔性筒外壁与安装孔孔壁的挤压状态；

当判定为柔性筒与安装孔相互挤压时，确认为完成监测管安装；

在判定为柔性筒与安装孔相间隔时，对监测管施加外加压力，获得柔性筒与安装孔相互挤压的状态，并利用外加压力或锁定监测管上端的方式，保持柔性筒与安装孔相互挤压的状态。本方案为以上方案的优选实施方式，当滑坡变形监测位置的基岩深度适合采用基岩作为监测管下端的固定座时优先采用本方案，以保障压力传感器测量值对岩土位移的灵敏度。设置为安装孔的下端为锥形孔、监测管的下端为锥形杆，旨在实现监测管下端与安装孔下端的对中定位。所述同轴度矫正可采用如上所提出的定位装置。在柔性筒变形的过程中，利用压力传感器示数的变化，即可判定为压力传感器位置处的柔性筒是否与外侧岩土所接触：弹性板在受压下，当弹性板变形为与内衬板接触时，此时压力传感器的测量值发生突变，随着弹性板的进一步变形，压力传感器的测量值连续变大且变化程度相对均匀，随着弹性板的进一步变形，当压力传感器位置处的柔性筒与外侧岩土所接触时，压力传感器的测量值发生突变以及变化程度发生变化。为获得压力传感器位置处的柔性筒与外侧岩土所接触的状态，根据具体设计，可能在监测管的自重下即可实现，也可能需要所述自重与外加压力共同作用。

本发明具有以下有益效果：

首先，压力传感器位于监测管的内侧，在监测管安装以及本监测装置使用过程中，有利于保持压力传感器的可靠性；

其次，当采用吊装方式安装监测管时，嵌入动作并不会导致安装孔侧面岩土对压力传感器的完好性带来任何影响；在监测管嵌入安装孔并且下方支撑于安装孔的孔底时，在监测管自身重力或者在重力与外加压力的共同作用下，弹性板发生开口宽度变小的弹性变形，压力传感器通过两侧的柔性筒与内衬板，被夹持在岩土与弹性板之间，故采用本方案，可非常便捷的使得压力传感器被约束为能够测量侧面岩土压力的状态；

其次，设置为弹性板呈V形并且开口端的两端分别与柔性筒的上下端连接，可使得弹性板的拐点具有相对固定的运动轨迹，从而保障对压力传感器的夹持性能；

其次，采用在监测管上串联柔性筒、柔性筒中安装弹性板的方式，柔性筒部分可通过径向变形减小监测管所受剪力大小，利于保持监测管的完好性；

最后，弹性板的安装方式使得其为监测管吊装安装时的抗拉元件、为监测管使用时的抗压元件，通过有效减小柔性筒受力，可保持监测管的完好性。

附图说明

图1为本方案所述的一种用于滑坡变形的监测装置的一个具体实施例的主视图，该示意图用于展示监测管被吊具从顶部吊起后的状态；

图2为本方案所述的一种用于滑坡变形的监测装置的一个具体实施例的主视图，区别于图1，该示意图用于展示柔性筒以及弹性板受到向下的压力后监测管的状态；

图3为本方案所述的一种用于滑坡变形的监测装置的一个具体实施例的安装示意图，该示意图中监测管均包括上端部分；

图4为本方案所述的一种用于滑坡变形的监测装置的一个具体实施例中，柔性筒部分的剖视图，其中，相应剖面与柔性筒的轴线垂直；

图5为本方案所述的一种用于滑坡变形的监测装置的一个具体实施例中，柔性筒部分的剖视图，其中，相应剖面与柔性筒的轴线平行，被剖视的位置仅涉及柔性筒以及连接法兰。

附图中的附图标记分别为：1、刚性筒，2、柔性筒，21、弹性板，22、筋板，23、板环，24、内衬板，25、压力传感器，26、拐点，3、线束，4、吊环，5、定位环，6、定位板，7、连接法兰，8、安装孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1至图5所示，一种用于滑坡变形的监测装置，包括其上安装有压力传感器25的监测管，所述监测管上串联有柔性筒2，柔性筒2的内侧固定有内衬板24，所述压力传感器25夹持在内衬板24与柔性筒2之间；

柔性筒2的内侧还设置有呈V形的弹性板21，所述弹性板21的两端中，其中一端与柔性筒2的上端固定连接，另一端与柔性筒2的下端固定连接；

在弹性板21受压产生开口宽度变小的弹性变形时，弹性板21上拐点26的外侧可作用在内衬板24上，并通过内衬板24向柔性筒2上传递使得柔性筒2向外扩张的力。

斜坡岩土的变形是斜坡稳定性变化或破坏前最显著的特征，故通过监测岩土变形，可实现在滑坡加速变形阶段之前进行滑坡预警，达到降低灾害危害程度、保障人民的人身和财产安全的作用。现有技术中，按照斜坡的变形与时间曲线的关系，可将滑坡分为渐变型滑坡、突发型滑坡以及稳定型滑坡。对于破坏能力，渐变型滑坡以及突发型滑坡是重点关注对象，突发型滑坡从变形到失稳破坏多以天和月计（也存在几分钟中从开始变形发生到失稳滑坡的情况），渐变型滑坡从变形到失稳所需的时间较突发型滑坡长。而在出现失稳滑坡前，一般需要经历初始变形阶段、等速变形阶段以及加速变形阶段，在不同的阶段上岩土具有不同的变形速度。现有技术中，与TDR技术直接获得变形有区别的，通过压力传感器25测量来自岩土的压力，根据压力值变化情况，以变形速度与压力值变化速度呈正比的关系，可间接反映出岩土的变形速度。同时，通过压力传感器25实现滑坡变形监测的实现过程中，一般将压力传感器25安装在监测管的外壁上，再将监测管插入地表的安装孔8中，这样的方式在具体使用时，存在如下问题：安装过程可能对传感器产生的破坏、使用过程中传感器的密封性问题、由于安装孔8的内径较监测管的外径大，所导致的当传感器与安装孔8之间具有间隙时，所述间隙使得在一定时间范围内无法监测到岩土变形的问题。

基于以上，本方案提供了一种用于滑坡变形的监测装置。本方案在使用时，所述监测管作为压力传感器25深入地下的导入杆，具体安装方法可为：将所述监测管吊装于钻制于地表上的安装孔8中，利用监测管的自重或者在所述自重以及对监测管的外加压力下，使得弹性板21变形为其上拐点26作用于内衬板24上，并通过内衬板24向柔性筒2上传递使得柔性筒2向外扩张的力，获得柔性筒2外壁与安装孔8孔壁相接触的状态；在进行滑坡变形的过程中，利用压力传感器25所监测到的来自柔性筒2的力，并监测该力的变化，即可对滑坡变形进行监测。

采用以上所提出的结构设计：

首先，压力传感器25位于监测管的内侧，在监测管安装以及本监测装置使用过程中，监测管可避免压力传感器25与侧面岩土直接接触、当将监测管设置为盲管时，监测管可作为压力传感器25的隔水套，避免压力传感器25浸泡在地下水中，故采用本方案有利于保持压力传感器25的可靠性；

其次，当采用吊装方式安装监测管时，在柔性筒2与弹性板21自重、柔性筒2下方监测管管段重力的作用下，柔性筒2与弹性板21保持拉伸状态，此时，柔性筒2具有较小的直径、弹性板21具有较大的开口宽度，这样的嵌入动作并不会导致安装孔8侧面岩土对压力传感器25的完好性带来任何影响；在监测管嵌入安装孔8并且下方支撑于安装孔8的孔底时，在监测管自身重力或者在重力与外加压力的共同作用下，弹性板21发生开口宽度变小的弹性变形，当变形为拐点26与内衬板24相挤压后，对于柔性筒2，在来自于内衬板24的向外的推力下，柔性筒2向外扩张与安装孔8的孔壁接触，此时，压力传感器25通过两侧的柔性筒2与内衬板24，被夹持在岩土与弹性板21之间，故采用本方案，可非常便捷的使得压力传感器25被约束为能够测量侧面岩土压力的状态；

其次，设置为弹性板21呈V形并且开口端的两端分别与柔性筒2的上下端连接，在监测管嵌入安装孔8并且弹性板21受到来自上方的压力时，可使得弹性板21的拐点26具有相对固定的运动轨迹，从而保障对压力传感器25的夹持性能；

其次，采用在监测管上串联柔性筒2、柔性筒2中安装弹性板21的方式，在监测管使用过程中，因为不同深度岩土层发生不同的变形或者岩土层相对于基岩位移时，柔性筒2部分可通过径向变形减小监测管所受剪力大小，利于保持监测管的完好性；

最后，弹性板21的安装方式使得其为监测管吊装安装时的抗拉元件、为监测管使用时的抗压元件，通过有效减小柔性筒2受力，可保持监测管的完好性。

较优的，为保障零件在使用场合中的性能可靠性，所述压力传感器25采用电阻应变式传感器，如应变片压力传感器25；连接在压力传感器25上的线束3通过监测管的内侧走线，并从监测管的上端引出；压力传感器25的供电采用外置式太阳能供电装置；将监测管的下端设置为具有尖端的盲端，并在监测管的上端设置封板以及在封板上安装吊环4，所述封板相对于监测管可拆，在线束3的穿出位置设置防水结构，在监测管的底部设置水量传感器，当检查到监测管底部积水后，维护人员通过拆卸封板将积水抽出。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

所述监测管由多段刚性筒1与多段柔性筒2串联而成，并且，在监测管的长度方向上，相邻的刚性筒1通过柔性筒2相串联、相邻的柔性筒2通过刚性筒1相串联；

各柔性筒2的内侧均设置有弹性板21，各弹性板21均配置有内衬板24以及压力传感器25。本方案即提供了一种通过刚性筒1与柔性筒2串联形成所述监测管、在监测管上，刚性筒1与刚性筒1之间、柔性筒2与柔性筒2之间均相互间隔的技术方案。采用本方案，多个柔性筒2在监测管的长度方向获得多个压力传感器25设置位置，这样，可以通过不同位置的压力传感器25获得不同深度岩土的变形，从而从整体上反映岩土变形。采用刚性筒1与柔性筒2间隔排布的方式，利用刚性筒1保持监测管的基本长度，压力传感器25的具体位置根据相应柔性筒2的变形而改变，这样，本方案可方便控制各压力传感器25在监测管轴线上的位置，同时使得监测管整体具有较好的抗剪破坏性能。在具体实施时，所述刚性筒1可采用不锈钢筒，柔性筒2采用橡胶筒，需要说明的是：不同位置处刚性筒1与柔性筒2的长度根据具体运用环境的地层结构进行配置。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上进行进一步细化：

在监测管的长度方向上，下方柔性筒2内弹性板21的刚度大于上方柔性筒2内弹性板21的刚度。本方案用于针对如下问题：在不考虑岩土对不同位置监测管挤压的情况下，位于下方柔性筒2中的弹性板21将受到更大的压力，而安装孔8除了位于底部的钻入导入段，一般可认为其为等径孔，另外，为方便监测管制备，除了其上的连接法兰7位置，可设置为在柔性筒2自由状态下时，监测管其他位置的外径一致，在这样的背景下，采用以上方案，在释放吊具对监测管的作用或者为监测管的上端施加外加压力后，可使得处于不同柔性筒2内的弹性板21能够发生相对一致的变形量，避免处于下方的压力传感器25的初始压力过大而影响其使用寿命。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

所述柔性筒2内的弹性板21的数量大于1；

不同弹性板21的拐点26位于柔性筒2周向方向上的不同位置，各弹性板21均配置有内衬板24以及压力传感器25。本方案旨在解决如下问题：在弹性板21受压时，其产生使得其开口宽度变小的力，此时其上的拐点26向柔性筒2的内壁移动，可达到接触并挤压内衬板24、将压力传感器25配置为可检测来自柔性筒2外壁的压力的目的，故，单个压力传感器25仅能够较为灵敏的监测其所在位置处来自外侧岩土的压力，而采用以上方案，单个柔性筒2中具有多根弹性板21，并且不同弹性板21的拐点26位于柔性筒2周向方向上的不同位置，这就使得当柔性筒2被压缩后，不同弹性板21的拐点26可用于作用到不同的压力传感器25上，从而将本方案配置为能够测量来自不同方向岩土的压力。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上进行进一步细化：

所述监测管由刚性筒1与柔性筒2通过连接法兰7串联而成，刚性筒1与柔性筒2的端部均设置有连接法兰7；

柔性筒2的两端均设置有用于固定弹性板21的固定座，所述固定座包括板环23以及筋板22；

针对柔性筒2任意一端的固定座：板环23设置在柔性筒2的中部，板环23通过筋板22与柔性筒2端部的连接法兰7固定连接，弹性板21的端部固定于板环23上。本方案提供了一种具体的监测管组成方式以及相连的连接方式，并在柔性筒2内侧设置数量大于1的弹性板21的基础上，提供一种以固定座约束各弹性板21不同端的技术方案。具体固定座结构设计中，可使得被固定的弹性板21之间并不会发生直接干涉而影响弹性板21的布设数量以及位置。本方案在具体实施时，根据具体运用，本领域技术人员可以根据检测点数量以及位置选择弹性板21的数量以及布设位置，较优的，为避免监测管在非剪力下发生弯曲而影响监测管安装，位于同一柔性筒2中的弹性板21尺寸规格以及参数相同，并相对于柔性筒2的轴线环形均布。

实施例6：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

在所述拐点26作用于内衬板24上时，压力传感器25位于拐点26在内衬板24上作用位置的侧方。本方案旨在针对：为实现滑坡变形监测，为反应岩土位移量，通过压力传感器25测量值的变化趋势即可得到变形-时间曲线图，本方案通过避免将压力传感器25直接正压于拐点26与柔性筒2之间，可减小压力传感器25在使用周期内的受力，从而达到延长压力传感器25寿命、保障监测可靠性的目的。

实施例7：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

还包括用于对监测管进行轴线定位的定位装置；

所述定位装置包括定位板6以及定位环5；

所述定位环5上设置有第一中心孔，第一中心孔的孔径与监测管上端的外径相等；

所述定位板6上设置有第二中心孔，第二中心孔的孔径与定位环5的外径相等。本方案具体运用为：将监测管嵌入位于基岩上的安装孔8中并保持监测管与安装孔8的下端为对中关系，设置为所述第二中心孔与安装孔8呈同轴关系并且监测管的上端穿过第二中心孔，而后，将定位环5套设在监测管的上端并通过摆动监测管，使得定位环5嵌入第二中心孔中，完成以上操作后，即获得了监测管与安装孔8同轴的状态，在获得该状态后，释放吊具对监测管的拉力，并通过压力传感器25的测量值，判定柔性筒2外壁与安装孔8孔壁的挤压状态；当判定为柔性筒2与安装孔8相互挤压时，确认为完成监测管安装；在判定为柔性筒2与安装孔8相间隔时，对监测管施加外加压力，获得柔性筒2与安装孔8相互挤压的状态，并利用外加压力保持柔性筒2与安装孔8相互挤压的状态。故：以上定位装置结构简单、使用方便；可用于固定监测管的初始轴线位置使得其保持与安装孔8轴线同轴的状态，在这样的状态下，在柔性筒2周向上均匀布置多个第一压力传感器25的运用中，通过各弹性板21相对均匀的变形即可将对应压力传感器25配置为处于能够检测岩土位移的状态。较优的，设置为定位环5的下端具有导入斜面，该导入斜面的下端位于定位环5的内侧，上端位于定位环5的外侧，在定位板6的位置被固定为第二中心孔与安装孔8同轴后，在定位环5向下嵌入第二中心孔与监测管之间的间隙的过程中，使得本定位装置具有对监测管进行调心作用。

实施例8：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

所述柔性筒2为橡胶筒，内衬板24为与柔性筒2内壁面贴合的塑料弧形板，由内衬板24的中心至内衬板24边缘任意位置，内衬板24的厚度线性变小。本方案提供了柔性筒2以及内衬板24的具体实现方式，关于对内衬板24的厚度设计，旨在实现：在来自外接岩土对柔性筒2的挤压下，内衬板24相当于为位于柔性筒2内侧的支撑板，内衬板24厚度线性变化即为连续变化，这样可以减小内衬板24边缘位置处的柔性筒2筒壁因为应力集中而被撕裂的可能性。

实施例9：

本实施例在实施例1的基础上提供一种用于滑坡变形的监测方法，该方法采用实施例1所述的监测装置完成滑坡变形监测；

具体方法为：

监测装置安装，其中，将所述监测管吊装于钻制于地表上的安装孔8中，利用监测管的自重或者在所述自重以及对监测管的外加压力下，使得弹性板21变形为其上拐点26作用于内衬板24上，并通过内衬板24向柔性筒2上传递使得柔性筒2向外扩张的力，获得柔性筒2外壁与安装孔8孔壁相接触的状态；

进行滑坡变形监测，其中，利用压力传感器25所监测到的来自柔性筒2的力，对滑坡变形进行监测。本监测方法为所述监测装置运用于滑坡变形的使用方法。

实施例10：

本实施例在实施例9的基础上进行进一步细化：

所采用安装孔8的孔底位于基岩上，并且，基岩上安装孔8的孔深大于0.5米；

安装孔8的下端为端部为尖端的锥形孔，所述尖端位于安装孔8的轴线上；监测管的下端为端部为尖端的锥形杆，所述锥形杆与监测管同轴，在进行吊装时，锥形杆嵌入锥形孔中；

在锥形杆嵌入锥形孔中后，对监测管进行同轴度矫正，并具体矫正为：监测管与安装孔8同轴；

完成同轴度矫正后，对监测管的上端进行固定，以限制监测管向任意径向方向摆动；

对监测管进行固定后，移除吊具对监测管的作用，并通过压力传感器25的测量值，判定柔性筒2外壁与安装孔8孔壁的挤压状态；

当判定为柔性筒2与安装孔8相互挤压时，确认为完成监测管安装；

在判定为柔性筒2与安装孔8相间隔时，对监测管施加外加压力，获得柔性筒2与安装孔8相互挤压的状态，并利用外加压力保持柔性筒2与安装孔8相互挤压的状态。本方案为以上方案的优选实施方式，当滑坡变形监测位置的基岩深度适合采用基岩作为监测管下端的固定座时优先采用本方案，以保障压力传感器25测量值对岩土位移的灵敏度。设置为安装孔8的下端为锥形孔、监测管的下端为锥形杆，旨在实现监测管下端与安装孔8下端的对中定位。所述同轴度矫正可采用如上所提出的定位装置。在柔性筒2变形的过程中，利用压力传感器25示数的变化，即可判定为压力传感器25位置处的柔性筒2是否与外侧岩土所接触：弹性板21在受压下，当弹性板21变形为与内衬板24接触时，此时压力传感器25的测量值发生突变，随着弹性板21的进一步变形，压力传感器25的测量值连续变大且变化程度相对均匀，随着弹性板21的进一步变形，当压力传感器25位置处的柔性筒2与外侧岩土所接触时，压力传感器25的测量值发生突变以及变化程度发生变化。为获得压力传感器25位置处的柔性筒2与外侧岩土所接触的状态，根据具体设计，可能在监测管的自重下即可实现，也可能需要所述自重与外加压力共同作用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于滑坡变形的监测装置，包括其上安装有压力传感器（25）的监测管，其特征在于，所述监测管上串联有柔性筒（2），柔性筒（2）的内侧固定有内衬板（24），所述压力传感器（25）夹持在内衬板（24）与柔性筒（2）之间；

柔性筒（2）的内侧还设置有呈V形的弹性板（21），所述弹性板（21）的两端中，其中一端与柔性筒（2）的上端固定连接，另一端与柔性筒（2）的下端固定连接；

在弹性板（21）受压产生开口宽度变小的弹性变形时，弹性板（21）上拐点（26）的外侧可作用在内衬板（24）上，并通过内衬板（24）向柔性筒（2）上传递使得柔性筒（2）向外扩张的力。

2.根据权利要求1所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，所述监测管由多段刚性筒（1）与多段柔性筒（2）串联而成，并且，在监测管的长度方向上，相邻的刚性筒（1）通过柔性筒（2）相串联、相邻的柔性筒（2）通过刚性筒（1）相串联；

各柔性筒（2）的内侧均设置有弹性板（21），各弹性板（21）均配置有内衬板（24）以及压力传感器（25）。

3.根据权利要求2所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，在监测管的长度方向上，下方柔性筒（2）内弹性板（21）的刚度大于上方柔性筒（2）内弹性板（21）的刚度。

4.根据权利要求1所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，所述柔性筒（2）内的弹性板（21）的数量大于1；

不同弹性板（21）的拐点（26）位于柔性筒（2）周向方向上的不同位置，各弹性板（21）均配置有内衬板（24）以及压力传感器（25）。

5.根据权利要求4所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，所述监测管由刚性筒（1）与柔性筒（2）通过连接法兰（7）串联而成，刚性筒（1）与柔性筒（2）的端部均设置有连接法兰（7）；

柔性筒（2）的两端均设置有用于固定弹性板（21）的固定座，所述固定座包括板环（23）以及筋板（22）；

针对柔性筒（2）任意一端的固定座：板环（23）设置在柔性筒（2）的中部，板环（23）通过筋板（22）与柔性筒（2）端部的连接法兰（7）固定连接，弹性板（21）的端部固定于板环（23）上。

6.根据权利要求1所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，在所述拐点（26）作用于内衬板（24）上时，压力传感器（25）位于拐点（26）在内衬板（24）上作用位置的侧方。

7.根据权利要求1所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，还包括用于对监测管进行轴线定位的定位装置；

所述定位装置包括定位板（6）以及定位环（5）；

所述定位环（5）上设置有第一中心孔，第一中心孔的孔径与监测管上端的外径相等；

所述定位板（6）上设置有第二中心孔，第二中心孔的孔径与定位环（5）的外径相等。

8.根据权利要求1所述的一种用于滑坡变形的监测装置，其特征在于，所述柔性筒（2）为橡胶筒，内衬板（24）为与柔性筒（2）内壁面贴合的塑料弧形板，由内衬板（24）的中心至内衬板（24）边缘任意位置，内衬板（24）的厚度线性变小。

9.一种用于滑坡变形的监测方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任意一项所述的监测装置完成滑坡变形监测；

具体方法为：

监测装置安装，其中，将所述监测管吊装于钻制于地表上的安装孔（8）中，利用监测管的自重或者在所述自重以及对监测管的外加压力下，使得弹性板（21）变形为其上拐点（26）作用于内衬板（24）上，并通过内衬板（24）向柔性筒（2）上传递使得柔性筒（2）向外扩张的力，获得柔性筒（2）外壁与安装孔（8）孔壁相接触的状态；

进行滑坡变形监测，其中，利用压力传感器（25）所监测到的来自柔性筒（2）的力，对滑坡变形进行监测。

10.根据权利要求9所述的一种用于滑坡变形的监测方法，其特征在于，所采用安装孔（8）的孔底位于基岩上，并且，基岩上安装孔（8）的孔深大于0.5米；

安装孔（8）的下端为端部为尖端的锥形孔，所述尖端位于安装孔（8）的轴线上；监测管的下端为端部为尖端的锥形杆，所述锥形杆与监测管同轴，在进行吊装时，锥形杆嵌入锥形孔中；

在锥形杆嵌入锥形孔中后，对监测管进行同轴度矫正，并具体矫正为：监测管与安装孔（8）同轴；

完成同轴度矫正后，对监测管的上端进行固定，以限制监测管向任意径向方向摆动；

对监测管进行固定后，移除吊具对监测管的作用，并通过压力传感器的测量值，判定柔性筒（2）外壁与安装孔（8）孔壁的挤压状态；

当判定为柔性筒（2）与安装孔（8）相互挤压时，确认为完成监测管安装；

在判定为柔性筒（2）与安装孔（8）相间隔时，对监测管施加外加压力，获得柔性筒（2）与安装孔（8）相互挤压的状态，并利用外加压力或锁定监测管上端的方式，保持柔性筒（2）与安装孔（8）相互挤压的状态。