CN220819079U - 一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，涉及边坡监测相关技术领域，所述多源数据采集系统包括固定倾斜仪、雨量计、抗滑桩和采集箱，所述固定倾斜仪与所述采集箱连接，所述雨量计与所述采集箱连接，所述抗滑桩用于稳定风险高边坡，所述固定倾斜仪设置于所述风险高边坡的坡面土体中，所述雨量计设置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，所述抗滑桩设置于所述高边坡平台的土体中，所述采集箱设置于所述高边坡平台的表面，可以解决目前边坡监测设备因外业数据采集量大，劳动强度高导致效率低和边坡监测设备的稳定性与防护能力差的问题。

Description

一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及边坡监测相关技术领域，具体地，涉及一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统。

背景技术

随着我国公路工程建设的快速发展，国家对公路边坡稳定性的监测问题也越来越重视，但是边坡灾害问题却频频发生，造成这一局面的原因，一方面是我国的边坡地质条件较为复杂，另一方面是边坡稳定性安全监测技术的落后，目前常用的监测工具多使用全站仪、经纬仪和水准仪等，但因其外业数据采集量大，劳动强度高导致效率低，尤其是对坡度陡，高度高，治理难度大的高边坡的数据采集工作。

能够精准、全面和及时地获取高边坡的位移变形状况、边坡内力变化和边坡裂缝等多种监测需求数据，对高边坡稳定性进行高效的监测工作起着决定性的作用。目前我国用于边坡数据的采集手段，其稳定性和防护能力较差。如对边坡位和裂缝等指标进行监测时，一般通过在边坡裂隙两侧设置边坡监测设备进行监测，在边坡滑坡或泥石流的场景下，其容易倾倒从而影响边坡稳定性数据的采集和传输工作。

实用新型内容

为了解决目前边坡监测设备因外业数据采集量大，劳动强度高导致效率低和边坡监测设备的稳定性与防护能力差的问题。本实用新型提供了一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，所述多源数据采集系统包括固定倾斜仪、雨量计、抗滑桩和采集箱，所述固定倾斜仪与所述采集箱连接，所述雨量计与所述采集箱连接，所述抗滑桩用于稳定风险高边坡，所述固定倾斜仪设置于所述风险高边坡的坡面土体中，所述雨量计设置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，所述抗滑桩设置于所述高边坡平台的土体中，所述采集箱设置于所述高边坡平台的表面。

所述固定倾斜仪设置于所述风险高边坡的坡面土体中，可同时测量所述风险高边坡在X/Y两个方向倾斜变化，通过计算可以得出所述风险高边坡的倾斜方向与倾斜角度，从而获得倾斜数据，并将倾斜数据传输至所述采集箱；所述雨量计设置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，用于通过监测风险高边坡的降水量获得降水量数据，并将降水量数据传输至所述采集箱；所述抗滑桩设置于所述高边坡平台的土体中，所述抗滑桩是穿过滑坡体深入滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定所述风险高边坡的作用；所述采集箱设置于所述高边坡平台的表面，用于实时采集倾斜数据和降水量数据。通过固定倾斜仪和雨量计实时获取倾斜数据和降水量数据，减少外业数据，降低劳动强度，通过采集箱实时采集倾斜数据和降水量数据，并基于倾斜数据和降水量数据对风险高边坡进行监测，实现实时检测，高效且快速；且固定倾斜仪设置于风险高边坡的坡面土体中，其在滑坡时不受影响且可实时采集倾斜数据，雨量计设置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，采集箱设置于所述高边坡平台的表面，两者与风险高边坡有一定的安全距离，增加其稳定性与防护能力，防滑桩通过穿过滑坡体深入滑床，支挡滑体的滑动力，可以稳定风险高边坡从而保护所述多源数据采集系统，提高其稳定性。

为了使固定倾斜仪可以灵活设置在风险高边坡的坡面土体中的深度，从而使得测量风险高边坡的倾斜数据更准确，本系统中固定倾斜仪包括了连接杆测斜杆和连接杆，测斜杆与连接杆相连接，通过连接杆实现调整固定倾斜仪在风险高边坡的坡面土体中的深度。

进一步地，所述固定倾斜仪包括测斜杆和连接杆，所述测斜杆与所述连接杆相连接。

考虑到泥石流等场景导致风险边坡滑坡的情况，本系统还增加了水位计，将其设置于固定倾斜仪的底部表面，根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，使用水位计间接测量出水位高低，从而获得水位数据，并将水位数据传输至采集箱进行实时监测，实现更准确的监测风险高边坡的稳定性。

进一步地，所述多源数据采集系统还包括水位计，所述水位计与所述采集箱连接，所述水位计设置于所述固定倾斜仪的底部表面。

为了更准确的监测风险高边坡的稳定性，本系统还增加了若干钢筋计，并将其等距离设置于抗滑桩的内壁表面，可以监测风险高边坡的应力变化，钢筋计受力后产生变形，粘贴在钢筋计上的电阻片产生形变，从而测出应变值，钢筋计将应变值传输至采集箱。通过应变值监测风险高边坡的应力变化，基于更多源的数据，可以更准确的监测风险高边坡的稳定性，将若干钢筋计等距离设置于抗滑桩的内壁表面可以均匀的感受风险高边坡在不同深度和不同方位的应力变化，从而使得应变值更准确，使得更准确的监测风险高边坡的稳定性。

进一步地，所述多源数据采集系统还包括若干钢筋计，所述钢筋计与所述采集箱连接，若干所述钢筋计设置于所述抗滑桩的内壁表面。

进一步地，若干所述钢筋计等距离设置于所述抗滑桩的内壁两侧表面。

为了更准确的监测风险高边坡的稳定性，本系统还增加了土压力盒，将其设置于抗滑桩的外壁表面，测量土体本身内部压力变化获得压应力信号，土压力盒将压应力信号传输至采集箱，基于更多源的数据，可以更准确的监测风险高边坡的稳定性。

进一步地，所述多源数据采集系统还包括土压力盒，所述土压力盒与所述采集箱连接，所述土压力盒设置于所述抗滑桩的外壁表面。

为了监测风险高边坡水平和垂直位移变形情况，本系统还增加了扫描仪，根据风险高边坡的风险程度，通过调整支撑杆高度，实现相对定位，通过位移激光扫描仪和接收机来监测风险高边坡水平和垂直位移变形情况，从而获得变形数据，并将其传输至采集箱，同时将扫描仪位于远离危险边坡的平面，提高其稳定性和防护能力，

进一步地，所述多源数据采集系统还包括扫描仪，所述扫描仪与所述采集箱连接，所述扫描仪设置于所述风险高边坡的前方地面。

进一步地，所述扫描仪包括接收机、位移激光扫描仪、支撑杆和固定杆，所述接收机与所述位移激光扫描仪连接，所述位移激光扫描仪与所述支撑杆连接，所述支撑杆与所述固定杆连接。

为了使压应力信号的精度更高，土压力盒采用脉冲激振方式激振产生振弦式压应力信号，振弦式压应力信号拥有高精度，其具有高稳定性、抗干扰能力强和使用寿命长的优点。

进一步地，所述土压力盒采用脉冲激振方式激振产生振弦式压应力信号，所述土压力盒将所述振弦式压应力信号传输至所述采集箱。

进一步地，所述采集箱将所述振弦式压应力信号转换为RS485信号。

本实用新型提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.固定倾斜仪可以实时测量风险高边坡的倾斜变化，雨量计可以实时监测风险高边坡的降水量，采集箱基于倾斜变化和降水量进行实时检测，高效且快速，减少外业数据和降低劳动强度，固定倾斜仪设置于风险高边坡的坡面土体中，可以在滑坡时不受影响，雨量计设置于风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，采集箱设置于高边坡平台的表面，两者与风险高边坡有一定的安全距离，增加其稳定性与防护能力，防滑桩通过穿过滑坡体深入滑床，支挡滑体的滑动力，可以稳定风险高边坡从而保护多源数据采集系统，提高其稳定性。2.使用水位计测量水位高低，钢筋计监测风险高边坡应力变化，土压力盒测量土体本身内部压力变化，可以更准确的监测风险高边坡的稳定性，同时实现高效和多源数据。3.使用扫描仪监测风险高边坡水平和垂直位移变形情况，更准确的监测风险高边坡的稳定性，同时扫描仪位于远离危险边坡的平面，提高扫描仪的稳定性和防护能力，有效减少由于危险高边坡滑坡等灾害带来的损坏问题。4.土压力盒采用脉冲激振方式激振产生振弦式压应力信号，振弦式压应力信号拥有高精度，且具有高稳定性、抗干扰能力强和使用寿命长的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本实用新型的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定；

图1是本实用新型中一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统的结构示意图；

其中，1-固定倾斜仪，101-测斜杆，102-连接杆，2-雨量计，3-抗滑桩，4-采集箱，5-水位计，6-钢筋计，7-土压力盒，8-扫描仪，801-接收机，802-位移激光扫描仪，803-支撑杆，804-固定杆。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

参考图1，本实施例提供了一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，所述多源数据采集系统包括固定倾斜仪1、雨量计2、抗滑桩3和采集箱4，所述固定倾斜仪1与所述采集箱4无线连接，所述雨量计2与所述采集箱4无线连接，所述抗滑桩3用于稳定风险高边坡，所述固定倾斜仪1设置于所述风险高边坡的坡面土体中，所述雨量计2设置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，所述抗滑桩3设置于所述高边坡平台的土体中，所述采集箱4设置于所述高边坡平台的表面。

其中，所述固定倾斜仪1包括测斜杆101和连接杆102，所述测斜杆101与所述连接杆102相连接，根据目标深度确定所述固定倾斜仪1长度，从而确定所述测斜杆101和所述连接杆102的数量，并将其按次序逐节连接。本实施例中，所述测斜杆101与所述连接杆102的连接方式可以为可拆卸连接、螺丝连接或螺栓连接等。

根据目标深度，在所述风险高边坡的坡面土体中钻一个钻孔，将组装好的所述固定倾斜仪1放入钻孔，直至孔口，并在孔口进行测绘标点，安装完成24小时后，所述固定倾斜仪1即可开始测量所述风险高边坡在X/Y两个方向倾斜变化，通过计算可以得出所述风险高边坡的倾斜方向与倾斜角度，从而获得倾斜数据，并将所述倾斜数据无线传输至所述采集箱4；所述雨量计2安置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，通过监测所述风险高边坡的降水量，并将降水量转换为以开关量形式表示的数字信息量，从而获得降水量数据，并将降水量数据无线传输至所述采集箱4；根据所述抗滑桩3的尺寸钻一个钻孔，将所述抗滑桩3放入钻孔，直至孔口，用以支挡滑体的滑动力，可以起稳定所述风险高边坡的作用；所述采集箱4实时采集所述倾斜数据和所述降水量数据，进而监测所述风险高边坡的稳定性。本实施例中，所述固定倾斜仪1还可以包括导向轮和传输电缆等，所述雨量计2可以为翻斗式全自动雨量计或双翻斗不锈钢雨量计。

实施例二

参考图1，在实施例一的基础上，本实施例中，所述多源数据采集系统还包括水位计5、若干钢筋计6和土压力盒7，所述水位计5与所述采集箱4无线连接，所述水位计5设置于所述固定倾斜仪1的底部表面；若干所述钢筋计6与所述采集箱4无线连接，若干所述钢筋计6设置于所述抗滑桩3的内壁表面；若干所述钢筋计6等距离设置于所述抗滑桩3的内壁两侧表面；所述土压力盒7与所述采集箱4无线连接，所述土压力盒7设置于所述抗滑桩3的外壁表面。

其中，所述土压力盒7采用脉冲激振方式激振产生振弦式压应力信号，并将其无线传输至所述采集箱4，所述采集箱4将所述振弦式压应力信号转换为RS485信号。

将所述水位计5通过固定连接设置于所述固定倾斜仪1的底部表面，所述水位计5内置计算芯片，根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，间接测量出水位高低，并通过计算芯片自动将其换算从而获得水位数据，并将水位数据无线传输至所述采集箱4；将若干所述钢筋计6通过固定连接等距离设置于所述抗滑桩3的内壁表面，所述若干钢筋计6均匀的感受风险高边坡在不同深度和不同方位的应力变化，若干所述钢筋计6感受到受力后，粘贴在所述钢筋计6上的电阻片产生形变，从而测出应变值，并将其无线传输至所述采集箱4；所述土压力盒7通过固定连接设置于所述抗滑桩3的外壁表面，所述土压力盒7通过测量土体本身内部压力变化获得压应力信号，并将其无线传输至所述采集箱4。

本实施例中，所述水位计5可以包括水位编码器、测轮、测缆、浮子和收缆装置等，所述钢筋计6可以为振弦式钢筋计或电子钢筋计，固定连接方式可以为螺丝固定或螺栓固定。

实施例三

参考图1，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述多源数据采集系统还包括扫描仪8，所述扫描仪8与所述采集箱4连接，所述扫描仪8设置于所述风险高边坡的前方地面；所述扫描仪8包括接收机801、位移激光扫描仪802、支撑杆803和固定杆804，所述接收机801与所述位移激光扫描仪802的连接，所述位移激光扫描仪802与所述支撑杆803连接，所述支撑杆803与所述固定杆804连接。本实施例中，所述位移激光扫描仪802和所述固定杆804与所述支撑杆803的连接方式可以为可拆卸连接或固定连接，所述支撑杆803可以为伸缩杆或由若干延长杆组成。所述扫描仪8可以为GNSS位移激光扫描仪或三维激光扫描仪，所述接收机801可以为GNSS接收机或地面测量接收器。

其中，根据所述风险高边坡的风险程度，调整所述支撑杆803的高度进而调整所述扫描仪8的高度，实现相对定位，通过所述位移激光扫描仪802实时监测风险高边坡水平和垂直位移变形情况，并将其传输至所述接收机801，所述接收机801将其进行处理从而获得变形数据，并将变形数据无线传输至所述采集箱4。本实施例中，所述接收机801的处理方式包括放大、测量和跟踪等。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述多源数据采集系统包括固定倾斜仪(1)、雨量计(2)、抗滑桩(3)和采集箱(4)，所述固定倾斜仪(1)与所述采集箱(4)连接，所述雨量计(2)与所述采集箱(4)连接，所述抗滑桩(3)用于稳定风险高边坡，所述固定倾斜仪(1)设置于所述风险高边坡的坡面土体中，所述雨量计(2)设置于所述风险高边坡的上坡面与高边坡平台交线位置，所述抗滑桩(3)设置于所述高边坡平台的土体中，所述采集箱(4)设置于所述高边坡平台的表面。

2.根据权利要求1所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述固定倾斜仪(1)包括测斜杆(101)和连接杆(102)，所述测斜杆(101)与所述连接杆(102)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述多源数据采集系统还包括水位计(5)，所述水位计(5)与所述采集箱(4)连接，所述水位计(5)设置于所述固定倾斜仪(1)的底部表面。

4.根据权利要求1所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述多源数据采集系统还包括若干钢筋计(6)，所述钢筋计(6)与所述采集箱(4)连接，若干所述钢筋计(6)设置于所述抗滑桩(3)的内壁表面。

5.根据权利要求4所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，若干所述钢筋计(6)等距离设置于所述抗滑桩(3)的内壁两侧表面。

6.根据权利要求1所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述多源数据采集系统还包括土压力盒(7)，所述土压力盒(7)与所述采集箱(4)连接，所述土压力盒(7)设置于所述抗滑桩(3)的外壁表面。

7.根据权利要求1所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述多源数据采集系统还包括扫描仪(8)，所述扫描仪(8)与所述采集箱(4)连接，所述扫描仪(8)设置于所述风险高边坡的前方地面。

8.根据权利要求7所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述扫描仪(8)包括接收机(801)、位移激光扫描仪(802)、支撑杆(803)和固定杆(804)，所述接收机(801)与所述位移激光扫描仪(802)连接，所述位移激光扫描仪(802)与所述支撑杆(803)连接，所述支撑杆(803)与所述固定杆(804)连接。

9.根据权利要求6所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述土压力盒(7)采用脉冲激振方式激振产生振弦式压应力信号，所述土压力盒(7)将所述振弦式压应力信号传输至所述采集箱(4)。

10.根据权利要求9所述的一种支撑公路高边坡稳定性监测的多源数据采集系统，其特征在于，所述采集箱(4)将所述振弦式压应力信号转换为RS485信号。