CN116591230A - 一种边坡稳定性监测装置 - Google Patents

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姜明亮
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董旭
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Abstract

本发明公开了一种边坡稳定性监测装置，涉及边坡监测设备技术领域。本发明包括路边桩和预埋式角度监测连杆；路边桩底部固定连接有连接杆，连接杆外端部铰接有预埋式角度监测连杆；预埋式角度监测连杆包括至少两根铰接杆，相邻的两个铰接杆之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器A，预埋式角度监测连杆上装配有土壤含水量传感器；预埋式角度监测连杆上还装配有若干个用于检测连接杆与铰接杆之间的相对位移变化大小的位移传感器A。本发明通过路边桩和预埋式角度监测连杆对边坡的土壤内的含水量和土壤位移数据进行监测，并进行及时的预警；具有及时提醒过往人员进行查看和警示，及时排除隐患和降低人民生命财产受到严重威胁的优点。

Description

一种边坡稳定性监测装置
技术领域
本发明属于边坡监测设备技术领域，特别是涉及一种边坡稳定性监测装置。
背景技术
边坡指的是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面，一般在岩性较差、强度较低、易风化或坚硬岩层风化破碎、其表层风化剥落的岩质边坡上使用，其功能是防止雨水冲刷，固土护坡，保持水土平衡，保持路基及坡面的稳定。其中，降雨也是诱发滑坡的重要因素之一，边坡的失稳往往与坡体孔隙水压力的大小有着密切的关系，为了保持边坡的稳定性，需要对边坡内部土壤的含水量进行监测，避免边坡内部含水量过高导致土壤抗剪强度降低，从而产生坍塌。因此，水含量是边坡失稳的主要影响因素之一，在降雨的入渗导致边坡内体积含水率升高，局部区域出现暂态饱和区，饱和土体抗剪强度参数随着降雨历时增加而降低，在边坡内出现滑裂面，时刻危害整个边坡稳定性，使人民生命财产受到严重威胁。
当路基两侧的边坡出现较大的滑坡隐患时，需要及时的对边坡内的含水量等影响坡面稳定的主要数据进行监测；因此，本发明设计了一种边坡稳定性监测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种边坡稳定性监测装置，通过路边桩和预埋式角度监测连杆的作用，对边坡的土壤内的含水量和土壤位移数据进行监测，并进行及时的预警；具有及时提醒过往人员进行查看和警示，及时排除隐患和降低人民生命财产受到严重威胁的优点，解决了上述指出边坡内部土壤的含水量过高而危害边坡稳定性确无法及时预警的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种边坡稳定性监测装置，包括路边桩和预埋式角度监测连杆；所述路边桩底部固定连接有连接杆，所述连接杆外端部铰接有预埋式角度监测连杆；所述预埋式角度监测连杆包括至少两根铰接杆，相邻的两个所述铰接杆之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器A，所述预埋式角度监测连杆上装配有土壤含水量传感器；所述预埋式角度监测连杆上还装配有若干个用于检测连接杆与铰接杆之间的相对位移变化大小的位移传感器A。
其中，所述预埋式角度监测连杆中的多个连接杆呈W型预埋至边坡的土壤内，且预埋式角度监测连杆位于边坡的横截面上进行摆放；当预埋式角度监测连杆中相邻的两个底部铰接处出现土壤沉降或者边坡的土壤向外侧有一定程度上的位移时，所述预埋式角度监测连杆中的部分连接杆也会在土壤连带位移作用下，发生位移变化；从而通过转角传感器A、位移传感器A分别监测到部分连接杆之间的转动角度数据和部分连接杆上位移传感器A所在位置的位移变化的位移数据；所述土壤含水量传感器用于检测边坡的土壤内的含水量数据。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铰接杆上固定安装有气动式渗压计A，相邻的两个所述铰接杆之间铰接处装配有配重块A；所述气动式渗压计A检测边坡的土壤内的液体压力数据。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铰接杆周侧均匀铰接有至少一根铰接支杆，所述铰接杆与铰接支杆的铰接端之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器B；其中，所述铰接杆与铰接支杆之间的转角传感器B相对适用于检测边坡的土壤内存在较小的位移变化；由于铰接支杆的铰接端铰接在铰接杆上，而铰接支杆的另一端则为活动端；当其活动端的土壤存在位移变化时，其活动端极易被土壤进行连带推动，甚至出现悬空时，其活动端在重力作用下进行竖直下垂，从而发生转动，便可接收到转角传感器B的转动数据；其中，所述铰接支杆在进行预埋时，所述铰接支杆为非竖直状态，其目的在于，若该处土壤出现位移等变化时，在土壤连带推动或者重力作用下，便会发生转动，继而可以得到转动数据；因此，两个所述铰接杆之间的转角传感器A相对适用于检测边坡的土壤内存在较大的位移变化；故而，当所述预埋式角度监测连杆中转角传感器A发生转动角度数据时，该处土壤出现位移的变化量相对较大，且检测到数据的转角传感器A数量越多且范围也越大。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铰接支杆为非竖直状态，所述铰接支杆的活动端周侧面固定安装有气动式渗压计B，所述铰接支杆上还装配有用于检测铰接支杆与铰接杆之间的相对位移变化大小的位移传感器B；所述气动式渗压计B用于检测该处土壤内的液体压力数据；所述位移传感器B用于检测该处土壤位移变化的数据信息。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铰接支杆的活动端周侧面滑动配合有套管，且铰接支杆的活动端与套管内底壁之间配合有弹簧；所述套管底部装配有配重块B。
作为本发明的一种优选技术方案，所述套管内顶壁与铰接支杆的活动端部装配有触点开关器；当土壤的位移变化达到一定程度时，所述弹簧在土壤出现空隙或者位移变化过程中推动套管，直至触发触点开关器，继而可以达到当其土壤位移变化达到一定程度时，所述触点开关器打开警示灯，及时提醒专业人员该处需要进行隐患排出或者周边人员进行避险等作用。
作为本发明的一种优选技术方案，所述路边桩顶部固定安装有警示灯、显示屏及进行供电的太阳能电板和备用电池组；所述警示灯与触点开关器进行电性连接，所述触点开关器控制警示灯的开关状态。
作为本发明的一种优选技术方案，还包括控制面板，所述控制面板分别与转角传感器A、转角传感器B、位移传感器A、位移传感器B、气动式渗压计A、气动式渗压计B、土壤含水量传感器进行电性连接，所述控制面板通过A/D转换器接收转角传感器A、转角传感器B、位移传感器A、位移传感器B、气动式渗压计A、气动式渗压计B、土壤含水量传感器的数据信息，所述控制面板将接收到的信息进行存储，并通过显示屏将数据信息进行显示。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接杆上开设有限位贯穿孔，所述限位贯穿孔内配合有地钉。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过路边桩和预埋式角度监测连杆的作用，对边坡的土壤内的含水量和土壤位移数据进行监测，并进行及时的预警；具有及时提醒过往人员进行查看和警示，及时排除隐患和降低人民生命财产受到严重威胁的优点。
2、本发明通过预埋式角度监测连杆中的铰接杆和铰接支杆的作用，可以分别适用于土壤出现位移的变化量相对较大和土壤出现位移的变化量相对较小的情况进行检测；以及在预埋式角度监测连杆所放置的范围内进行出现土壤位移范围大小的检测效果。
3、本发明通过触点开关器和警示灯的作用，当土壤的位移变化达到一定程度时，所述弹簧在土壤出现空隙或者位移变化过程中推动套管，直至触发触点开关器，继而可以达到当其土壤位移变化达到一定程度时，所述触点开关器打开警示灯，及时提醒专业人员该处需要进行隐患排出或者周边人员进行避险等作用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为实施例一中本发明的一种边坡稳定性监测装置的结构示意图；
图2为实施例一中路边桩和连接杆的结构示意图；
图3为实施例二中本发明的一种边坡稳定性监测装置的结构示意图；
图4为实施例二中预埋式角度监测连杆的结构示意图；
图5为实施例二中铰接杆的结构剖面图；
图6为实施例二中本发明的一种边坡稳定性监测装置处于土壤内存在较大的位移变化示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-路边桩，2-预埋式角度监测连杆，3-边坡，101-连接杆，102-限位贯穿孔，103-地钉，104-警示灯，105-显示屏，106-太阳能电板，107-备用电池组，201-铰接杆，202-配重块A，2011-铰接支杆，2012-套管，2013-弹簧，2014-配重块B，2015-触点开关器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-2所示，本发明为一种边坡稳定性监测装置，包括路边桩1和预埋式角度监测连杆2；路边桩1底部固定连接有连接杆101，连接杆101外端部铰接有预埋式角度监测连杆2；预埋式角度监测连杆2包括至少两根铰接杆201，相邻的两个铰接杆201之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器A，预埋式角度监测连杆2上装配有土壤含水量传感器；预埋式角度监测连杆2上还装配有若干个用于检测连接杆101与铰接杆201之间的相对位移变化大小的位移传感器A。
其中，预埋式角度监测连杆2中的多个连接杆101呈W型预埋至边坡的土壤内，且预埋式角度监测连杆2位于边坡的横截面上进行摆放；当预埋式角度监测连杆2中相邻的两个底部铰接处出现土壤沉降或者边坡的土壤向外侧有一定程度上的位移时，预埋式角度监测连杆2中的部分连接杆101也会在土壤连带位移作用下，发生位移变化；从而通过转角传感器A、位移传感器A分别监测到部分连接杆101之间的转动角度数据和部分连接杆101上位移传感器A所在位置的位移变化的位移数据；土壤含水量传感器用于检测边坡的土壤内的含水量数据。
优选地，铰接杆201上固定安装有气动式渗压计A，相邻的两个铰接杆201之间铰接处装配有配重块A202；气动式渗压计A检测边坡的土壤内的液体压力数据；连接杆101上开设有限位贯穿孔102，限位贯穿孔102内配合有地钉103。
实施例二
在实施例一的基础上进行更加优选的技术方案为，请参阅图3-6所示，还包括控制面板，控制面板分别与转角传感器A、转角传感器B、位移传感器A、位移传感器B、气动式渗压计A、气动式渗压计B、土壤含水量传感器进行电性连接，控制面板通过A/D转换器接收转角传感器A、转角传感器B、位移传感器A、位移传感器B、气动式渗压计A、气动式渗压计B、土壤含水量传感器的数据信息，控制面板将接收到的信息进行存储，并通过显示屏105将数据信息进行显示；铰接杆201周侧均匀铰接有至少一根铰接支杆2011，铰接杆201与铰接支杆2011的铰接端之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器B；其中，铰接杆201与铰接支杆2011之间的转角传感器B相对适用于检测边坡的土壤内存在较小的位移变化；由于铰接支杆2011的铰接端铰接在铰接杆201上，而铰接支杆2011的另一端则为活动端；当其活动端的土壤存在位移变化时，其活动端极易被土壤进行连带推动，甚至出现悬空时，其活动端在重力作用下进行竖直下垂，从而发生转动，便可接收到转角传感器B的转动数据；其中，铰接支杆2011在进行预埋时，铰接支杆2011为非竖直状态，其目的在于，若该处土壤出现位移等变化时，在土壤连带推动或者重力作用下，便会发生转动，继而可以得到转动数据；因此，两个铰接杆201之间的转角传感器A相对适用于检测边坡的土壤内存在较大的位移变化；故而，当预埋式角度监测连杆2中转角传感器A发生转动角度数据时，该处土壤出现位移的变化量相对较大，且检测到数据的转角传感器A数量越多且范围也越大。
优选地，铰接支杆2011为非竖直状态，铰接支杆2011的活动端周侧面固定安装有气动式渗压计B，铰接支杆2011上还装配有用于检测铰接支杆2011与铰接杆201之间的相对位移变化大小的位移传感器B；气动式渗压计B用于检测该处土壤内的液体压力数据；位移传感器B用于检测该处土壤位移变化的数据信息。
优选地，铰接支杆2011的活动端周侧面滑动配合有套管2012，且铰接支杆2011的活动端与套管2012内底壁之间配合有弹簧2013；套管2012底部装配有配重块B2014；套管2012内顶壁与铰接支杆2011的活动端部装配有触点开关器2015；当土壤的位移变化达到一定程度时，弹簧2013在土壤出现空隙或者位移变化过程中推动套管2012，直至触发触点开关器2015，继而可以达到当其土壤位移变化达到一定程度时，触点开关器2015打开警示灯104，及时提醒专业人员该处需要进行隐患排出或者周边人员进行避险等作用。
优选地，路边桩1顶部固定安装有警示灯104、显示屏105及进行供电的太阳能电板106和备用电池组107；警示灯104与触点开关器2015进行电性连接，触点开关器2015控制警示灯104的开关状态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种边坡稳定性监测装置，其特征在于：包括路边桩(1)和预埋式角度监测连杆(2)；
所述路边桩(1)底部固定连接有连接杆(101)，所述连接杆(101)外端部铰接有预埋式角度监测连杆(2)；
所述预埋式角度监测连杆(2)包括至少两根铰接杆(201)，相邻的两个所述铰接杆(201)之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器A，所述预埋式角度监测连杆(2)上装配有土壤含水量传感器；所述预埋式角度监测连杆(2)上还装配有若干个用于检测连接杆(101)与铰接杆(201)之间的相对位移变化大小的位移传感器A。
2.根据权利要求1所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述铰接杆(201)上固定安装有气动式渗压计A，相邻的两个所述铰接杆(201)之间铰接处装配有配重块A(202)。
3.根据权利要求2所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述铰接杆(201)周侧均匀铰接有至少一根铰接支杆(2011)，所述铰接杆(201)与铰接支杆(2011)的铰接端之间装配有用于检测夹角大小的转角传感器B。
4.根据权利要求3所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述铰接支杆(2011)为非竖直状态，所述铰接支杆(2011)的活动端周侧面固定安装有气动式渗压计B，所述铰接支杆(2011)上还装配有用于检测铰接支杆(2011)与铰接杆(201)之间的相对位移变化大小的位移传感器B。
5.根据权利要求4所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述铰接支杆(2011)的活动端周侧面滑动配合有套管(2012)，且铰接支杆(2011)的活动端与套管(2012)内底壁之间配合有弹簧(2013)；所述套管(2012)底部装配有配重块B(2014)。
6.根据权利要求5所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述套管(2012)内顶壁与铰接支杆(2011)的活动端部装配有触点开关器(2015)。
7.根据权利要求6所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述路边桩(1)顶部固定安装有警示灯(104)、显示屏(105)及进行供电的太阳能电板(106)和备用电池组(107)；所述警示灯(104)与触点开关器(2015)进行电性连接，所述触点开关器(2015)控制警示灯(104)的开关状态。
8.根据权利要求7所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，还包括控制面板，所述控制面板分别与转角传感器A、转角传感器B、位移传感器A、位移传感器B、气动式渗压计A、气动式渗压计B、土壤含水量传感器进行电性连接，所述控制面板通过A/D转换器接收转角传感器A、转角传感器B、位移传感器A、位移传感器B、气动式渗压计A、气动式渗压计B、土壤含水量传感器的数据信息，所述控制面板将接收到的信息进行存储，并通过显示屏(105)将数据信息进行显示。
9.根据权利要求1所述的一种边坡稳定性监测装置，其特征在于，所述连接杆(101)上开设有限位贯穿孔(102)，所述限位贯穿孔(102)内配合有地钉(103)。
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