CN207036172U - 一种自动综合铁路边坡监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动综合铁路边坡监测系统，包括定时传输监测数据的远程传输模块，所述远程传输模块与测量水分变化信息的水分监测模块、与测量土体内部土压力的土压力监测模块、与测量气象信息的气象监测模块、与测量变形的变形监测模块相连，所述水分监测模块包括表层土体模块、深层土体模块，所述变形监测模块包括边坡监测模块、沉降监测模块。本实用新型全面监测边坡处深层土体水分变化、表层土体水分变化、深部位移变形、地表位移变形、气象信息；实现监测数据的无线传输并保证了数据的连续性，较人为数据测量更方便快捷，准确的测得边坡内的土压力变化情况。
Description
技术领域
本实用新型属于一种监测系统，具体涉及一种自动综合铁路边坡监测系统。
背景技术
边坡稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响，一直是岩土工程界关注的焦点问题。随着国民经济的快速发展，人类的工程活动必然越来越频繁，规模也越来越大。同时，由于工程场地的可选余地正在减少，工程设计在一定程度上将面临更加复杂的地质条件。因此，在进行边坡设计时需要更多的考虑边坡的地质条件对其稳定性的影响及其变化趋势。
长期以来，工程地质界、岩土力学界对边坡稳定性进行了大量的研究工作，但至今仍难以找到准确评价的理论和方法。比较有效地处理这类问题的方法，就是理论分析、专家群体经验知识和监测控制系统相结合的综合集成的理论和方法，可见边坡监测与反馈分析是边坡工程中的一个重要环节。同时，为了使监测与反馈符合岩土工程动态优化设计和信息化施工的要求，需要建立监测信息快速反馈分析技术。
边坡工程监测的主要目的:(a)为了保证工程施工和运行的安全。(b)评价边坡理论分析结果和经验判断成果的依据，是修改设计和指导施工的客观标准。(c)为工程岩土体力学参数的反演分析提供资料。(d)为掌握边坡变形特征和规律提供资料，指导在边坡发生严重变形条件下的应急处理。(e)为分析岩体结构与边坡变形破坏的关系，预测边坡变形破坏趋势，评价边坡的长期稳定性提供条件。
在边坡工程安全监测时，对于监测点的布置，既要保证监测系统对整个边坡的覆盖，又需确保关键部位和敏感部位的监测需要，在这些重点部位应优先布置监测点。通过监测系统的及时埋设、及时观测、及时整理分析监测资料和及时反馈监测信息，及时有效地掌握边坡实际状体，从而确保边坡安全，仪器安装和测量过程应安排合理，测量方法和监测仪器安全可靠，整个监测系统应做到有效运行。在监测项目上，影响边坡稳定性的因素很多，但工程实际中难以对所有项目进行全面监测，故需要找出主要反映指标和主要影响因素，对其进行重点监测。
随着岩土体蠕变、降雨影响、人工活动等引起边坡的变形直接反映了边坡现状及其安全程度。边坡变形监测主要是采集边坡的变形信息，包括岩土体滑动位移大小、位移方向及变形速度等资料，分析边坡岩体已经发生的和即将发生的移动范围、移动量、移动速度及发展趋势，判定边坡岩体的安全性，帮助人们深入认识边坡变形机制和破坏特征，寻找防治措施的依据，为边坡整治或生产建设提供宏观灾害的预防、减灾与避灾的科学依据。当边坡要产生不可避免的大位移时，预测预报灾害事故的位置与准确时间，防止人员伤亡和减少经济损失，提高边坡区工程建设设计安全和施工的质量。
目前，边坡工程监测还面临以下技术问题：
1.现有边坡监测系统不全面，多数仅为变形监测，忽略了土压力、小气候监测。
2.现有边坡变形监测多为水平向监测，忽略了垂向监测，且监测位置单一，无法全面反映边坡位移。
3.现有边坡监测多为人工监测，费事费力。
4.监测数据不连续，无法全天候测量。
5.边坡中土压力测量不准确，无固定的依托点。
发明内容
本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种自动综合铁路边坡监测系统。
本实用新型的技术方案是：一种自动综合铁路边坡监测系统，包括定时传输监测数据的远程传输模块，所述远程传输模块与测量水分变化信息的水分监测模块、与测量土体内部土压力的土压力监测模块、与测量气象信息的气象监测模块、与测量变形的变形监测模块相连，所述水分监测模块包括表层土体模块、深层土体模块，所述变形监测模块包括边坡监测模块、沉降监测模块。
所述表层土体模块包括监测边坡表层土体的水分变化情况的Ⅰ号水分监测探头，所述Ⅰ号水分监测探头分别埋设于坡肩、坡中、坡脚处的表层土体中。
所述深层土体模块包括监测边坡深层土体的水分变化情况的Ⅱ号水分监测探头，所述Ⅱ号水分监测探头等间距从坡顶向下埋设。
所述边坡监测模块包括测量边坡地表位移的静态GPS测量仪，所述静态GPS测量仪分别设置在边坡坡肩、坡中、坡脚处。
所述沉降监测模块包括测量分层沉降与总沉降的多个单点沉降计，所述单点沉降计竖直箱串联埋设于坡体内，其下端通过加长测杆接入基岩或不动层中作为不动点。
所述变形监测模块还包括测量边坡深部水平向位移的测斜仪，所述测斜仪埋设于边坡坡顶。
所述气象监测模块包括雨量计、蒸发器和测量不同地表温度的温度测量探头，所述雨量计、蒸发器设置在坡顶处。
所述单点沉降计包括法兰盘、沉降计、测杆。
所述土压力监测模块包括多个土压力盒，所述土压力盒设置在单点沉降计的法兰盘上。
所述远程传输模块包括传输箱，所述传输箱包括一端铰链打开的箱体，所述箱体中设置有传输模块，所述箱体上设置有太阳能板。
本实用新型全面监测边坡处深层土体水分变化、表层土体水分变化、深部位移变形、地表位移变形、气象信息；实现监测数据的无线传输并保证了数据的连续性，较人为数据测量更方便快捷，准确的测得边坡内的土压力变化情况。
附图说明
图1 是本实用新型的测量示意图；
图2 是本实用新型的主视图；
图3 是本实用新型中单点沉降计的结构示意图；
图4 是本实用新型中远程传输模块的结构示意图；
其中：
1 传输箱 2 雨量计
3 静态GPS测量仪 4 Ⅰ号水分监测探头
5 测斜仪 6 Ⅱ号水分监测探头
7 机械探井 8 单点沉降计
9 土压力盒 10 蒸发器
11 法兰盘 12 沉降计
13 测杆 14 太阳能板
15 箱体 16 传输模块。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明：
如图1~4所示，一种自动综合铁路边坡监测系统，包括定时传输监测数据的远程传输模块，所述远程传输模块与测量水分变化信息的水分监测模块、与测量土体内部土压力的土压力监测模块、与测量气象信息的气象监测模块、与测量变形的变形监测模块相连，所述水分监测模块包括表层土体模块、深层土体模块，所述变形监测模块包括边坡监测模块、沉降监测模块。
所述表层土体模块包括监测边坡表层土体的水分变化情况的Ⅰ号水分监测探头4，所述Ⅰ号水分监测探头4分别埋设于坡肩、坡中、坡脚处的表层土体中。
所述深层土体模块包括监测边坡深层土体的水分变化情况的Ⅱ号水分监测探头6，所述Ⅱ号水分监测探头6等间距从坡顶向下埋设。
所述边坡监测模块包括测量边坡地表位移的静态GPS测量仪3，所述静态GPS测量仪3分别设置在边坡坡肩、坡中、坡脚处。
所述沉降监测模块包括测量分层沉降与总沉降的多个单点沉降计8，所述单点沉降计8竖直箱串联埋设于坡体内，其下端通过加长测杆接入基岩或不动层中作为不动点。
所述变形监测模块还包括测量边坡深部水平向位移的测斜仪5，所述测斜仪5埋设于边坡坡顶。
所述气象监测模块包括雨量计2、蒸发器10和测量不同地表温度的温度测量探头，所述雨量计2、蒸发器10设置在坡顶处。
所述单点沉降计8包括法兰盘11、沉降计12、测杆13。
所述土压力监测模块包括多个土压力盒9，所述土压力盒9设置在单点沉降计8的法兰盘11上。
所述远程传输模块包括传输箱1，所述传输箱1包括一端铰链打开的箱体15，所述箱体15中设置有传输模块16，所述箱体15上设置有太阳能板14。
所述太阳能板14为传输模块16、水分监测模块、土压力监测模块、气象监测模块、变形监测模块供电。
所述Ⅰ号水分监测探头4埋设间距为10cm，总埋深一般控制在100cm内。
所述Ⅱ号水分监测探头6埋设间距为10~50cm，总埋深为边坡坡高。
所述静态GPS测量仪3测量的边坡地表位移包括水平向位移、竖直向位移。
所述串联的单点沉降计8的总埋深为边坡坡高。
所述测斜仪5的总埋深为边坡坡高。
所述雨量计2测量当地降雨量，所述蒸发器10测量当地蒸发量。
所述土压力盒9放置于单点沉降计8的法兰盘11上，土压力盒9以法兰盘11为依托点，提供一定的支撑力及可准确的测得土体内部的土压力，土压力盒9的埋设位置同单点沉降计8一致，便于监测数据的对比分析。
所述测斜仪5、深层土体水分、Ⅱ号水分监测探头6、温度监测探头、单点沉降计8、土压力盒9使用人工或机械探井7埋设，可共用一个探井，减少人工活动对边坡监测的影响。
本实用新型全面监测边坡处深层土体水分变化、表层土体水分变化、深部位移变形、地表位移变形、气象信息；实现监测数据的无线传输并保证了数据的连续性，较人为数据测量更方便快捷，准确的测得边坡内的土压力变化情况。
Claims (10)
1.一种自动综合铁路边坡监测系统，包括定时传输监测数据的远程传输模块，其特征在于：所述远程传输模块与测量水分变化信息的水分监测模块、与测量土体内部土压力的土压力监测模块、与测量气象信息的气象监测模块、与测量变形的变形监测模块相连，所述水分监测模块包括表层土体模块、深层土体模块，所述变形监测模块包括边坡监测模块、沉降监测模块。
2.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述表层土体模块包括监测边坡表层土体的水分变化情况的Ⅰ号水分监测探头（4），所述Ⅰ号水分监测探头（4）分别埋设于坡肩、坡中、坡脚处的表层土体中。
3.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述深层土体模块包括监测边坡深层土体的水分变化情况的Ⅱ号水分监测探头（6），所述Ⅱ号水分监测探头（6）等间距从坡顶向下埋设。
4.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述边坡监测模块包括测量边坡地表位移的静态GPS测量仪（3），所述静态GPS测量仪（3）分别设置在边坡坡肩、坡中、坡脚处。
5.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述沉降监测模块包括测量分层沉降与总沉降的多个单点沉降计（8），所述单点沉降计（8）竖直箱串联埋设于坡体内，其下端通过加长测杆接入基岩或不动层中作为不动点。
6.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述变形监测模块还包括测量边坡深部水平向位移的测斜仪（5），所述测斜仪（5）埋设于边坡坡顶。
7.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述气象监测模块包括雨量计（2）、蒸发器（10）和测量不同地表温度的温度测量探头，所述雨量计（2）、蒸发器（10）设置在坡顶处。
8.根据权利要求5所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述单点沉降计（8）包括法兰盘（11）、沉降计（12）、测杆（13）。
9.根据权利要求8所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述土压力监测模块包括多个土压力盒（9），所述土压力盒（9）设置在单点沉降计（8）的法兰盘（11）上。
10.根据权利要求1所述的一种自动综合铁路边坡监测系统，其特征在于：所述远程传输模块包括传输箱（1），所述传输箱（1）包括一端铰链打开的箱体（15），所述箱体（15）中设置有传输模块（16），所述箱体（15）上设置有太阳能板（14）。
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| CN108317951A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-07-24 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 边坡自动监测预警系统及其预警方法 |
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