CN212658241U - 一种边坡变形预警装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种边坡变形预警装置，包括设置于边坡裂缝一侧的支撑架，设置于边坡主要裂缝与支撑架相对的另一侧的固定架，设置于支撑架上且与支撑架固定连接的位移传感器，两端分别与位移传感器工作端和固定架连接的连接件和设置于支撑架上且与位移传感器电连接用于对位移传感器电信号进行处理的和传输的信号处理模块。本申请具有提高边坡变形监测预警适用性的优点。
Description
技术领域
本申请涉及岩土工程勘测的领域，尤其是涉及一种边坡变形预警装置。
背景技术
目前，我国的地形地貌复杂多样，在进行工程施工建设的过程中，复杂多样的边坡不断涌现；边坡是一个复杂的系统工程，其稳定性直接影响到整个工程能否顺利开展以及工作人员的人身安全；此外，工程施工完成后，边坡对于过往行人和车辆也存在一定的安全隐患，因而也需要对边坡的稳定性进行实时的监测；由于边坡的失稳滑塌的产生并非发生在瞬时时段内，而是经过一定时间内多种不稳定性因素的积累而产生的，从蠕动变形向失稳滑动发展，因而需要对边坡的变形的各个时段进行连续不断的监测。
在相关技术中，对边坡变形的监测方法主要有简易观测法、大地测量法、GPS测量法和近景摄影测量法等；简易测量法是在边坡关键裂缝处埋设骑缝式观测桩；大地测量法使用边界线光电测距—经纬仪标和水准测站来监测边坡的三维位移；GPS测量法使用GPS测量边坡的三维坐标和速度；近景摄影测量法通过重复摄影同时获得多个观测点的空间位置。
针对上述中的相关技术，实用新型人认为存在有以下缺陷：简易观测法需要工作人员实时对观测桩的位置进行检测，工作量较大，相对较为不便；大地测量法受地形通视条件和气象条件影响较大，工作量较大，工作周期长，连续观测能力较差；GPS测量法精度虽然较高，但成本较高；近景摄影测量法相对精度较低；因而相关技术中的边坡变形预警方法的普遍适用性受到了限制。
实用新型内容
为了提高边坡变形监测预警的适用性，本申请提供一种边坡变形预警装置。
本申请提供的一种边坡变形预警装置采用如下的技术方案：
一种边坡变形预警装置，包括设置于边坡裂缝一侧的支撑架，设置于边坡主要裂缝与支撑架相对的另一侧的固定架，设置于支撑架上且与支撑架固定连接的位移传感器，两端分别与位移传感器工作端和固定架连接的连接件和设置于支撑架上且与位移传感器电连接用于对位移传感器电信号进行处理的和传输的信号处理模块。
通过采用上述技术方案，当边坡表层发生形变时，位于边坡裂缝两侧的支撑架和固定架发生相对位移，位于支撑架与固定架之间拉直的连接件拉动移传感器的工作端朝向固定架方向拉动，位移传感器产生电信号传递给信号处理模块，信号处理模块将电线号传递给观测站；从而实现实时对边坡形变进行监测；通过设置连接件、位移传感器和信号处理模块，实时对边坡的形变进行检测，提高边坡变形监测预警的适用性。
优选的，所述连接件为钢丝绳。
通过采用上述技术方案，柔性的钢丝绳可以适应边坡沿不同方向发生的形变，从而降低对位移传感器的损伤。
优选的，在边坡裂缝两侧与支撑架和固定架相对应的位置设置有地下监测组件；在边坡地面上开设有监查孔；地下监测组件包括设置于固定架上的应力感应模块和竖直设置于监查孔内的连接线；应力感应模块内设置有用于感应拉力变化的应力感应器以及用于将拉力转化为电信号和无线电信号的转换器；连接线两端分别与应力感应模块和监查孔底部固接。
通过采用上述技术方案，当边坡内部因应力发生变形时，两端分别与监查孔底部和压力感应模块固接且拉紧的连接线发生形变，连接线对压力感应模块施加一个拉力，拉力感应模块将拉力信号传递给监测站，从而对边坡内部进行实时监测，提高坡变形监测的全面性。
优选的，在所述连接线位于监查孔底部的一端固接有重锤。
通过采用上述技术方案，方便将连接线呈竖直状态放入监查孔底部。
优选的，在所述连接线外侧套设有防护管。
通过采用上述技术方案，降低因监查孔内壁土层剥落挤压连接线对测量精度造成影响。
优选的，所述支撑架包括固接于边坡上的支撑杆和固接于支撑杆背离边坡一端的支撑板；所述位移传感器设置于支撑板上。
通过采用上述技术方案，方便位移传感器在安装架上的安装。
优选的，在所述连接件与位移传感器之间设置有弹性组件；所述弹性组件包括设置于连接件和位移传感器之间的弹簧；弹簧的弹性方向与位移传感器工作端的滑移方向平行。
通过采用上述技术方案，当由于外界因素例如飞鸟停留导致位移传感器工作端滑移产生信号时，当飞鸟飞走后，在弹簧的作用下，推动位移传感器复位，从而对外界因素进行排除。
优选的，在所述支撑板背离边坡的一面上开设有沿位移传感器工作端滑移方向延伸的滑槽；弹性组件还包括嵌设于滑槽中且与滑槽滑动配合的滑块和设置于滑块背离支撑板一端的安装块；所述弹簧设置于滑块和滑槽背离位移传感器一端之间；弹簧始终处于压缩状态；所述位移传感器与安装块固定连接；连接件与安装块背离位移传感器的一侧固定连接。
通过采用上述技术方案，当边坡表层发生形变时，位于边坡裂缝两侧的支撑架和固定架发生相对位移，位于支撑架与固定架之间拉直的连接件拉动安装块朝向固定架方向滑移；安装块将位移传感器工作端朝向固定架方向拉动，弹簧收缩；当飞鸟飞走后，在弹簧的作用下，推动滑块朝向位移传感器方向移动，位移传感器复位；从而对外界因素进行排除。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置连接件、位移传感器和信号处理模块，实时对边坡的形变进行检测，提高边坡变形监测预警的适用性；
2.通过设置地下监测组件，实时对边坡内部进行实时监测，提高坡变形监测的全面性；
3.通过设置弹性组件，从而对外界影响位移传感器的因素进行排除，提高测量精度。
附图说明
图1是一种边坡变形预警装置的结构示意图；
图2是位移传感器和连接件配合的结构示意图；
图3是为展示弹性组件所做的剖面图；
图4是为地下监测组件所做的剖面图。
附图标记说明：1、边坡；10、监查孔；2、支撑架；20、支撑杆；200、安装板；21、支撑板；210、滑槽；3、固定架；30、固定杆；31、固定板；4、位移传感器；5、连接件；6、信号处理模块；7、弹性组件；70、滑块；71、安装块；72、弹簧；8、地下监测组件；80、应力感应模块；81、连接线；82、重锤；83、防护管；9、防护罩。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种边坡变形预警装置。参照图1和图2，边坡变形预警装置包括设置于边坡1主要裂缝一侧岩层上的支撑架2，设置于边坡1主要裂缝与支撑架2相对的另一侧岩层上的固定架3，设置于支撑架2上且与支撑架2固定连接的位移传感器4，两端分别与位移传感器4工作端和固定架3连接的连接件5和设置于支撑架2上且与位移传感器4电连接用于对位移传感器4电信号进行处理的和传输的信号处理模块6。
参照图2，在边坡1主要裂缝的两侧设置有固定点，具体的可以在边坡1的地面下埋设预埋件，并通过浇筑水泥砂浆进行固定；支撑架2包括支撑杆20和支撑板21；支撑杆20与边坡1的斜面垂直设置；在支撑杆20朝向边坡1的一端设置有安装板200；安装板200与预埋件通过螺栓固定；支撑板21固接于支撑杆20背离地面的一端且与边坡1的坡面平行；固定架3包括与预埋件固定连接且与边坡1坡面垂直的固定杆30和固接于固定杆30背离边坡1一端的固定板31；具体的固定板31和固定杆30可以使用焊接的方式固定；在本实施例中，位移传感器4采用拉杆式位移传感器4，位移传感器4的工作端朝向固定杆30；连接件5可以选用为长杆，也可以选用为具有一定柔性的钢丝绳；在本实施例中，连接件5采用具有一定柔性的钢丝绳，从而降低边坡1发生倾斜位移时对位移传感器4的损坏；为了降低雨水对连接件5的侵蚀，在连接件5的外表面包裹有橡胶保护层。
为了降低外界因素例如连接件5上降落飞鸟等对位移传感器4检测精度产生的影响，在连接件5与位移传感器4之间设置有弹性组件7；参照图2和图3，在支撑板21背离边坡1的一面上开设有沿位移传感器4滑移方向延伸的滑槽210；弹性组件7包括嵌设于滑槽210中且与滑槽210滑动配合的滑块70，设置于滑块70背离支撑板21一端的安装块71和设置于滑槽210中两端分别与滑块70和滑槽210背离位移传感器4一端固定连接且始终处于压缩状态的弹簧72；位移传感器4与安装块71固定连接；连接件5与安装块71背离位移传感器4的一侧固定连接。
边坡1在发生蠕动变形时，除了边坡1的表面发生形变外，边坡1的内部在应力的作用下也会发生蠕动变形，为了更加全面的对边坡1的变形进行监测和预警，在边坡1裂缝两侧与支撑架2和固定架3相对应的位置设置有地下监测组件8。
参照图4，固定杆30和支撑杆20为中空的管状结构，在边坡1地面上与支撑杆20和固定杆30相对应的位置沿竖直方向开设有监查孔10；监查孔10与固定杆30和支撑杆20连通；地下监测组件8包括设置于固定板31上的应力感应模块80和竖直设置于监查孔10内的连接线81；应力感应模块80内设置有用于感应拉力变化的应力感应器以及用于将拉力转化为电信号和无线电信号的转换器；连接线81一端穿过相对应的支撑杆20或固定杆30与应力感应模块80固接，另一端与监查孔10底部固接；通过向监查孔10底部灌注水泥砂浆完成连接线81底部与监查孔10的固定；为了便于将连接线81放入监查孔10底部，在连接线81位于监查孔10底部的一端固接有重锤82；为了降低监查孔10内泥土对连接线81测量精度的影响，在连接线81外侧套设有防护管83，防护管83为软管且背离重锤82的一端与相对应的支撑杆20和固定杆30固接。
参照图1，为了降低雨水对位移传感器4、信号处理模块6和应力感应模块80的侵蚀，在支撑板21和固定板31的外围设置有防护罩9；位移感应器、信号处理模块6和应力感应模块80设置于防护罩9内；为了便于防护罩9在支撑板21和固定板31的安装，防护罩9与固定板31和安装板200采用螺栓固定。
本申请实施例一种边坡变形预警装置的实施原理为：当边坡1表层发生形变时，位于边坡1裂缝两侧的支撑架2和固定架3发生相对位移，位于支撑架2与固定架3之间拉直的连接件5拉动安装块71朝向固定架3方向滑移；安装块71将位移传感器4工作端朝向固定架3方向拉动，位移传感器4产生电信号传递给信号处理模块6，信号处理模块6将电线号传递给观测站；从而实现实时对边坡1形变进行监测；连接件5选用柔性的钢丝绳可以适应边坡1沿不同方向发生的形变，从而降低对位移传感器4的损伤；当由于外界因素例如飞鸟停留导致位移传感器4工作端滑移产生信号时，当飞鸟飞走后，在弹簧72的作用下，推动位移传感器4复位，从而对外界因素进行排除；当边坡1内部发生变形时，两端分别与监查孔10底部和压力感应模块固接且拉紧的连接线81发生形变，连接线81对压力感应模块施加一个拉力，拉力感应模块将拉力信号传递给监测站，从而对边坡1内部进行实时监测，使边坡变形监测更加全面；重锤82可以便于将连接线81放入监查孔10的底部进而灌注水泥砂浆固定；防护管83可以对连接线81进行保护，降低监查孔10内壁剥落的土块等对检测进精度的影响；防护罩9可以对位移传感器4、信号处理模块6和应力感应模块80进行防护，降低雨水的侵蚀；综上所述，通过设置连接件5、位移传感器4和信号处理模块6，实时对边坡1的形变进行检测，提高边坡变形监测预警的适用性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种边坡变形预警装置，其特征在于：包括设置于边坡(1)裂缝一侧的支撑架(2)，设置于边坡(1)主要裂缝与支撑架(2)相对的另一侧的固定架(3)，设置于支撑架(2)上且与支撑架(2)固定连接的位移传感器(4)，两端分别与位移传感器(4)工作端和固定架(3)连接的连接件(5)和设置于支撑架(2)上且与位移传感器(4)电连接用于对位移传感器(4)电信号进行处理的和传输的信号处理模块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：所述连接件(5)为钢丝绳。
3.根据权利要求2所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：在边坡(1)裂缝两侧与支撑架(2)和固定架(3)相对应的位置设置有地下监测组件(8)；在边坡(1)地面上开设有监查孔(10)；地下监测组件(8)包括设置于固定架(3)上的应力感应模块(80)和竖直设置于监查孔(10)内的连接线(81)；应力感应模块(80)内设置有用于感应拉力变化的应力感应器以及用于将拉力转化为电信号和无线电信号的转换器；连接线(81)两端分别与应力感应模块(80)和监查孔(10)底部固接。
4.根据权利要求3所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：在所述连接线(81)位于监查孔(10)底部的一端固接有重锤(82)。
5.根据权利要求4所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：在所述连接线(81)外侧套设有防护管(83)。
6.根据权利要求5所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：所述支撑架(2)包括固接于边坡(1)上的支撑杆(20)和固接于支撑杆(20)背离边坡(1)一端的支撑板(21)；所述位移传感器(4)设置于支撑板(21)上。
7.根据权利要求6所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：在所述连接件(5)与位移传感器(4)之间设置有弹性组件(7)；所述弹性组件(7)包括设置于连接件(5)和位移传感器(4)之间的弹簧(72)；弹簧(72)的弹性方向与位移传感器(4)工作端的滑移方向平行。
8.根据权利要求7所述的一种边坡变形预警装置，其特征在于：在所述支撑板(21)背离边坡(1)的一面上开设有沿位移传感器(4)工作端滑移方向延伸的滑槽(210)；弹性组件(7)还包括嵌设于滑槽(210)中且与滑槽(210)滑动配合的滑块(70)和设置于滑块(70)背离支撑板(21)一端的安装块(71)；所述弹簧(72)设置于滑块(70)和滑槽(210)背离位移传感器(4)一端之间；弹簧(72)始终处于压缩状态；所述位移传感器(4)与安装块(71)固定连接；连接件(5)与安装块(71)背离位移传感器(4)的一侧固定连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN114543651A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-05-27 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种滑坡监测装置 |
| CN114575394A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-03 | 广东省有色矿山地质灾害防治中心 | 一种用于边坡支护应力与变形监测的装置 |
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