CN221077610U - 高边坡开挖过程变形监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了高边坡开挖过程变形监测系统。包括：导轨系统，为通过开挖钻孔设置于高边坡监测区域的垂直监测通道，通道两侧设置有导轨；探测系统，包括垂直测斜仪和传输电缆；垂直测斜仪探头内置重力传感器，垂直测斜仪两侧设置滚轮，两滚轮可沿通道两侧导轨在通道中上下移动；数据采集分析系统，包括安装有数据处理系统的垂直测斜仪主机，用于接收、存储和分析来自垂直测斜仪的数据；垂直测斜仪主机通过传输电缆与垂直测斜仪相互联接。本实用新型采用垂直测斜仪进行测量，能够准确、实时地监测边坡表面以下每米处的水平位移，管道安装简便，适用于各种地质条件，测斜精度高，数据自动采集、分析和处理，提供实时监测数据和报告，即时高效。
Description
技术领域
本实用新型属于施工监测装备设计技术领域，尤其属于地质工程和结构监测装备设计技术领域，具体是根据垂直测斜仪和重力传感器组合而成的边坡变形监测系统，主要用于在边坡开挖过程中测量地面的变形。
背景技术
在土木工程领域，边坡开挖是一项常见的工程活动。用于建设道路、桥梁、铁路、水利工程以及城市基础设施等。然而，高边坡开挖过程中的变形问题成为了一个不可忽视的挑战。由于土壤的物理性质、地下水位变化、工程施工方法等因素的影响，边坡在开挖过程中容易发生变形，导致土体位移、坍塌和滑坡等事件，严重威胁到工程的安全性和可持续性。因此，为了对可能发生滑坡的危险边坡进行观测,查明滑动性质、滑体规模和准确预报滑坡等以确保生产安全,避免灾难性事故的发生，对施工的边坡进行变形监测是不可或缺的。
目前，针对高边坡开挖过程变形监测主要有两种方法：传统测量法和无人机测量法。传统测量法包括使用全站仪、水准仪和测量标杆等仪器进行点位测量，具有准确性高的优点，但其缺点是需要人工操作，测量周期长，且只能获得有限的测量数据。无人机测量法通过无人机搭载测量设备，进行航拍和遥感测量，具有快速、全面的优势，但其测量精度受到无人机稳定性、影像处理等因素的限制。
因此，现有边坡开挖变形监测方法存在不足，包括测量精度不高、监测范围有限、实时性不足等。
发明内容
本实用新型根据现有技术的不足公开了一种高边坡开挖过程变形监测系统。本实用新型目的是以垂直测斜仪和重力传感器组成新型边坡变形监测系统，用于在边坡开挖过程中测量土体的变形。
本实用新型通过以下技术方案实现：
高边坡开挖过程变形监测系统，其特征在于：包括导轨系统、探测系统、数据采集分析系统；
导轨系统，为通过开挖钻孔设置于高边坡监测区域的垂直监测通道，通道两侧设置有导轨；
探测系统，包括垂直测斜仪和传输电缆；垂直测斜仪探头内置重力传感器，垂直测斜仪两侧设置滚轮，两滚轮可沿通道两侧导轨在通道中上下移动；
数据采集分析系统，包括安装有数据处理系统的垂直测斜仪主机，用于接收、存储和分析来自垂直测斜仪的数据；垂直测斜仪主机通过传输电缆与垂直测斜仪相互联接。
进一步所述通道由多节PVC管道通过连接器连接并设置于通过开挖钻孔形成的孔洞中固定构成。
安装过程如下：确定监测点位置。钻取孔洞并预留好适应垂直测斜仪管道的孔洞。将PVC管道通过预留孔洞固定在边坡上。垂直测斜仪探头放置在孔洞底部，并确保其与垂直平面垂直对齐。通过电缆连接数据采集单元与测斜仪探头，确保数据采集单元能够接收和存储测斜仪的测量数据。连接数据处理单元，确保它能够接收来自数据采集单元的数据，并进行相应的分析和处理。
本实用新型提供了便携、高效、低成本的边坡开挖辅助设备。本实用新型将重力传感器和垂直测斜仪进行组合和简化，用于高边坡开挖过程变形监测，系统具有以下优点：1)采用垂直测斜仪进行测量，能够准确、实时地监测边坡表面以下每米处的水平位移；2)测斜仪管道安装简便，适用于各种地质条件；3)测斜仪搭配电子设备精度高；4)系统配备数据采集和处理单元，能够实现数据的自动采集、分析和处理；5)监测平台提供实时监测数据和报告，方便工程人员进行监控和决策。
附图说明
图1是本实用新型监测系统正视图；
图2是本实用新型监测系统俯视图；
图3是本实用新型监测系统应用原理示意图；
图4是本实用新型监测系统数据统计示意图。
图中，1是数据处理显示屏，2是电缆，3是垂直测斜仪，4是预留孔洞，5是PVC管，6是连接器；C是垂直线，S是测斜仪测量移动轨迹，L是每次测量移动距离，A是安全的位移曲线，W是需要警戒或处理的位移曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进一步说明，具体实施方式是对本实用新型原理的进一步说明，不以任何方式限制本实用新型，与本实用新型相同或类似技术均没有超出本实用新型保护的范围。
结合附图。
本实用新型高边坡开挖过程变形监测系统，包括探测系统、导轨系统、数据采集分析系统。
探测系统包括测斜仪、电缆，管道通过预先钻好的孔安装在地面上，将测斜仪伸到管道的底部，通过电缆与数据采集系统相连。重力传感器内置于垂直测斜仪探头中，用于测量探头相对于垂直平面的旋转角度。这些旋转角度可以提供地面水平位移的信息。
导轨系统是垂直测斜仪管道，管道两侧有导轨，以确保测斜仪在不旋转的情况下在管道上移动。探头上的轮子可以在导轨的引导下自由滑动，以获取准确的测量数据。
数据采集分析系统包括垂直测斜仪主机和相关的软件，用于接收、存储和分析来自垂直测斜仪的数据。通过电缆与探测系统相连，这样可以实时接受探测系统提供的信息，监测高边坡的变形情况，并提供可视化的结果和警报信息。
如图所示，监测系统包括数据处理显示屏1、电缆2、垂直测斜仪3、预留孔洞4、PVC管5、连接器6。
将PVC管5通过连接器6相互连接，放入钻好的预留孔洞4中。随后，通过电缆2连接数据显示屏1和垂直测斜仪3，并将垂直测斜仪3两侧的滑轮和PVC管的导轨对齐，将垂直测斜仪放入PVC管底部。
通过数个PVC管5和连接器6的联接适应不同的边坡预留洞深度，PVC管5内两侧有适应垂直测斜仪3两侧滑轮的导轨，为探测系统顺利进行预留孔内探测做准备。
数据采集分析系统，由数据处理显示屏1与电缆2联接构成。
安装方法包括：首先安装导轨系统，将PVC管5通过连接器6相互连接，放入钻好的预留孔洞4中。随后，通过电缆2连接数据处理显示屏1和垂直测斜仪3，并将垂直测斜仪3两侧的滑轮和PVC管5的导轨对齐，将垂直测斜仪3放入PVC管5底部。
测量时，如图3所示，将PVC管5底部的垂直斜测仪3通过电缆2上拉，拉至预留孔洞4外。通过向上拉动探头或在每米处读取角度，可以获得测斜仪管道与垂直线之间的旋转角度。通过积分这些旋转角度，可以得到测斜仪管道的水平位移。
数据处理：如图4所示，数据处理显示屏会将每米处每日的水平位移数据统计在各自的曲线统计表内，生成天数和位移量的曲线统计图，当该曲线随着天数逐渐趋于稳定时，说明该边坡监测点位移趋于稳定，地质安全；当曲线随着天数逐渐上升时，则说明该边坡监测点该米数处地质不安全，将提醒工作人员及时进行补救措施。
测量结束，倒序拆除即可。
Claims (2)
1.高边坡开挖过程变形监测系统，其特征在于：包括导轨系统、探测系统、数据采集分析系统；
导轨系统，为通过开挖钻孔设置于高边坡监测区域的垂直监测通道，通道两侧设置有导轨；
探测系统，包括垂直测斜仪和传输电缆；垂直测斜仪探头内置重力传感器，垂直测斜仪两侧设置滚轮，两滚轮可沿通道两侧导轨在通道中上下移动；
数据采集分析系统，包括安装有数据处理系统的垂直测斜仪主机，用于接收、存储和分析来自垂直测斜仪的数据；垂直测斜仪主机通过传输电缆与垂直测斜仪相互联接。
2.根据权利要求1所述的高边坡开挖过程变形监测系统，其特征在于：所述通道由多节PVC管道通过连接器连接并设置于通过开挖钻孔形成的孔洞中固定构成。
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