CN213399929U - 一种山体滑坡监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种山体滑坡监测系统，包括表层监测部分（1）和深层监测部分（2），表层监测部分（1）包括倾斜仪（11）、北斗GNSS监测站（12）、激光夜视摄像机（13）以及雨量计（14）；深层监测部分（2）包括土壤水分计（21）、土压力盒（22）以及振动传感器（23）和孔隙水压力计（24）。本申请充分考虑了诱发山体滑坡的主要因素（降雨和地震），通过多种监测设备的组合实现了对坡体进行深浅度相结合的监测；滑坡的破坏为大规模的局部或整体破坏，深浅结合监测能够更为全面的监测滑坡变形，对致灾因子点对点的监测方式使得监测数据更为精确，使得预警信息可信度提高。

Description

一种山体滑坡监测系统

技术领域

本申请涉及地质灾害监测领域，尤其涉及一种山体滑坡监测系统。

背景技术

山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在岩土本身重力及地下水的动静压力作用下，沿着一定的软弱结构面（带）产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象，是常见地质灾害之一，具有爆发快、突发性强、破坏威力大、影响范围广的特点。诱发山体滑坡的主要因素为降雨和地震。

为了实现对山体滑坡的提前预测，传统是通过建立专业人员与群测群防相结合的监测队伍，并通过定期巡查的手段对地质灾害点进行监测，这种传统预测手段不仅效率低下，且需要耗费大量的人力，同时由于巡查人员需要经常外出，因而具有较高的风险。随着信息技术的发展，现今对山体滑坡的预测技术也产生了改进，如雷达探测、无人机探测、卫星位移检测和传感器探测。但是，这些检测方案均存在如下问题：对山体滑坡的现场状况数据的采集设备比较单一，采集到的数据也不够全面，没法为后续的预测、预警工作提供较为可靠的数据源。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种山体滑坡监测系统，其能够提供较为全面的检测数据，为后续预测、预警工作的展开提供可靠的依据。

为解决上述问题，本申请提供了一种山体滑坡监测系统，该系统包括表层监测部分和深层监测部分，所述表层监测部分包括设在坡体表面、用于监测坡体表面坡度变化情况的倾斜仪，设在坡体附近、用于识别坡体表面毫米级变形及位移的北斗GNSS监测站，设在坡体前侧、用于监视记录坡体二十四小时内表面变形情况的激光夜视摄像机以及设在坡体附近、用于实时监测坡体周边降雨情况的雨量计；所述深层监测部分包括设在坡体内部软弱层处的土壤水分计，设在挡土墙与坡体土壤交界处的土压力盒以及设在坡体内部的振动传感器和孔隙水压力计。

优选的，所述表层监测部分还包括用于监测坡体所在区域气象情况的气象监测站。

优选的，所述坡体上设有预应力锚索支护结构，所述深层监测部分还包括设在所述预应力锚索支护结构上网状格构梁处的锚索计。

优选的，该系统还包括为系统中各设备提供电源的太阳能供电机。

优选的，该系统还包括布置于坡体后缘处的避雷机构。

优选的，该系统还包括与系统中各设备相连、用于接收各设备采集到的数据并将其发送至预测终端的数据收集转发器。

本申请与现有技术相比具有以下优点：

本申请对山体滑坡监测预测预警体系中的前端监测系统进行了优化，充分考虑了诱发山体滑坡的主要因素（降雨和地震），通过多种监测设备的组合实现了对坡体进行深浅度相结合的监测；滑坡的破坏为大规模的局部或整体破坏，深浅结合监测能够更为全面的监测滑坡变形，对致灾因子点对点的监测方式使得监测数据更为精确，使得预警信息可信度提高。

附图说明

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1本申请实施例提供的山体滑坡监测系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的山体滑坡监测系统的部分安装图。

图3为本申请实施例提供的山体滑坡监测系统的部分安装剖视图。

图中：1—表层监测部分，2—深层监测部分，3—挡土墙；11—倾斜仪，12—北斗GNSS监测站，13—激光夜视摄像机，14—雨量计，15—气象监测站；21—土壤水分计，22—土压力盒，23—振动传感器，24—孔隙水压力计，25—锚索计。

具体实施方式

参考图1至图3，本申请实施例提供了一种山体滑坡监测系统，该系统主要包括表层监测部分1和深层监测部分2，表层监测部分1安装在坡体表面，用于监测坡体表面的变形破坏，深层监测部分2安装在坡体内部，用于监测滑坡内部的变形破坏。

该系统还包括与系统中各设备相连、用于接收各设备采集到的数据并将其发送至预测终端的数据收集转发器。为保证系统正常工作，该系统进一步还包括辅助部分，比如为系统中各设备提供电源的太阳能供电机，布置于坡体后缘处、保证设备在雷雨极端天气下的正常运行的避雷机构，以及为数据传输提供保障的5G基站等等。

本申请中，表层监测部分1包括倾斜仪11、北斗GNSS监测站12、激光夜视摄像机13、雨量计14以及气象监测站15。

其中，倾斜仪11安装于监测坡体的表面，用于监测坡体表面坡度的变化情况；北斗GNSS监测站12布置在监测点附近的稳固地点，进行实时差分结算，识别坡体表面的毫米级变形及位移，北斗GNSS监测站12布置若干个；激光夜视摄像机13安装于监测坡体前侧，用于记录监视坡体24小时内的表面变形情况；雨量计14安装于监测坡体附近，用于实时监测检测点周边的降雨情况。气象监测站15安装于监测坡体附近，用于监测坡体所在区域气土壤水分计21象情况。

本申请中，深层监测部分2包括土壤水分计21、土压力盒22、振动传感器23和孔隙水压力计24。

其中，土壤水分计21安装于监测坡体内部软弱层处，用于监测土壤和其他多孔介质的水分、电导率和温度；土压力盒22布置于护坡工程的挡土墙3与滑坡土体的交界处，以监测土体的自重应力以及附加应力；振动传感器23安装于监测坡体土层内部，以监测地震和其他生产活动产生的振动波；孔隙水压力计24安装于监测坡体内部，用于监测土体内液体介质的空隙水压力，孔隙水压力计24安装若干个。

对于坡体上设有预应力锚索支护结构，深层监测部分2还包括设在预应力锚索支护结构上网状格构梁处的锚索计25，用于了解模板浇筑过程中的位移状态以及监测坡体内部的位移情况，锚索计25布置若干个。

本申请充分考虑诱发山体滑坡的主要因素为降雨和地震，对前端监测系统优化，使得检测数据更为精确、全面。

表层监测部分1用于检测气候状况、降雨强度、降雨量以及表层土的浅层位移。表层检测通过气候特征、滑坡启动时间分别与降雨量及降雨强度的关系、坡体表层裂缝等来预测滑坡失稳破坏的时间，但是，表层监测的监测数据并不精确及时，如遇到短时强对流的暴雨天气时，降雨强度及降雨量达到滑坡启动临界阈值，但是雨水并未有充足的时间入渗至坡体内部，内部土体仍相对稳定，滑坡可能不启动或延迟启动，故表层监测存在一定的时滞性。

而深层监测部分2能够对坡体内部的水—土变形特征进行监测，以提高监测的精度，克服了表层监测存在时滞性的缺点。降雨入渗改变了坡体内部渗流场，雨水的入渗增大土体中孔隙水压力使得坡体抵抗变形的能力降低，土体的自重增大加速坡体的变形，当土体变形超过其抵抗变形的能力时，最终导致坡体发生失稳破坏。地震作用或者人类活动产生的振动会导致土体内部土颗粒发生重组，会使得土体内部剪应力增大，当剪应力达到土体抗剪强度时，土坡会发生剪切变形产生剪切裂缝，发生破坏，并且，随着振动烈度的增大，坡体在裂缝软弱处发生失稳的概率增大。深层监测部分2对土体内部水—土变形特征量进行监测，如含水量、孔隙水压力、振动强度级频率、土压力以及土体深层位移，能够有效的对土体内部水土特征进行精准监测。

滑坡的破坏为大规模的局部或整体破坏，深浅结合监测能够更为全面的监测滑坡变形，对致灾因子点对点的监测方式使得监测数据更为精确，使得预警信息可信度提高。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种山体滑坡监测系统，其特征在于，该系统包括表层监测部分（1）和深层监测部分（2），所述表层监测部分（1）包括设在坡体表面、用于监测坡体表面坡度变化情况的倾斜仪（11），设在坡体附近、用于识别坡体表面毫米级变形及位移的北斗GNSS监测站（12），设在坡体前侧、用于监视记录坡体二十四小时内表面变形情况的激光夜视摄像机（13）以及设在坡体附近、用于实时监测坡体周边降雨情况的雨量计（14）；所述深层监测部分（2）包括设在坡体内部软弱层处的土壤水分计（21），设在挡土墙（3）与坡体土壤交界处的土压力盒（22）以及设在坡体内部的振动传感器（23）和孔隙水压力计（24）。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述表层监测部分（1）还包括用于监测坡体所在区域气象情况的气象监测站（15）。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述坡体上设有预应力锚索支护结构，所述深层监测部分（2）还包括设在所述预应力锚索支护结构上网状格构梁处的锚索计（25）。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括为系统中各设备提供电源的太阳能供电机。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括布置于坡体后缘处的避雷机构。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括与系统中各设备相连、用于接收各设备采集到的数据并将其发送至预测终端的数据收集转发器。

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