一种地灾监测系统及地灾监测方法与流程

    技术2024-12-10  19


    本发明涉及灾害预警,特别是涉及一种地灾监测系统及地灾监测方法。


    背景技术:

    1、滑坡地质灾害是指斜坡上的岩/土体由于种种原因,在重力作用下沿一定软弱面整体向下滑动的现象,可能造成的后果包括人员伤亡、构筑物财产损失、生态环境破坏、自然资源损失等。由于滑坡地质灾害发展过程一般包括酝酿阶段(蠕动变形阶段)、突变阶段(剧烈滑动阶段)、残余变形阶段(渐趋稳定阶段),故依据滑坡地质灾害的发展规律和趋势,对于滑坡高危区域,提出一种在发生滑坡崩塌前即提供预警的方法和系统,可以为相关人员提供更多的采取避灾措施时间。

    2、现有技术中,实现滑坡监测的技术手段包括但不限于基于gnss技术在滑坡监测中的运用、基于滑坡伸缩仪在滑坡监测中的运用,同时,对于已出现地面裂缝的滑坡高危区域,采用包括滑坡伸缩仪(也被称为:滑坡预警伸缩仪)的监测系统和方法,具有设置便捷、设置成本低、针对性强、灵敏度高等特点。

    3、滑坡伸缩仪在运用时,一般设置为包括两根定位桩,两根定位桩被使用为安装在裂纹的不同侧,具体是一根定位柱被固定在稳定体上,另一根定位柱被固定在滑坡体上,还包括连接在两根定位桩之间的拉绳,拉绳的其中一端连接在安装于定位柱上的滑坡伸缩仪上,当滑坡体发生进一步位移时,拉绳即可拉动滑坡伸缩仪中的可动部件运动,通过监测该可动部件的运动结果,当判定为可动部件的运动超过设定阈值时,即可通过无线信号传递等方式向信号接收端输出滑坡预警,同时,现有技术中也具有在拉绳外侧套设可伸缩拉绳保护管的技术方案。

    4、对于拉绳横跨多条裂缝的滑坡地灾监测系统方式,有必要对滑坡地灾监测系统的结构进行优化,以提高滑坡地灾监测结果的可靠性。


    技术实现思路

    1、针对上述提出的提出对滑坡地灾监测系统的结构进行优化的问题,本发明提供了一种地灾监测系统及地灾监测方法,用于提高滑坡地灾监测结果的可靠性。

    2、针对上述问题,本发明提供的一种地灾监测系统及地灾监测方法通过以下技术要点来解决问题:一种地灾监测系统,包括定位桩、滑坡伸缩仪以及拉绳,所述定位桩的数量为两根,所述滑坡伸缩仪固定于其中一根定位柱上,拉绳的一端与滑坡伸缩仪相连,还包括固定于另一根定位柱上的收紧装置,所述收紧装置上设置有用于绕卷拉绳的第一卷筒,拉绳的另一端绕卷于所述第一卷筒上;

    3、各定位桩上均固定有用于支撑拉绳的支撑轮,滑坡伸缩仪与收紧装置之间的拉绳支撑于所述支撑轮上;

    4、还包括角度传感器,各支撑轮位置处的拉绳均配置有所述角度传感器,角度传感器固定于拉绳上,角度传感器的固定位置位于支撑轮之间的拉绳上。

    5、现有技术中,基于滑坡伸缩仪的地灾监测系统用于滑坡地灾监测,具体使用方法为通过两根定位桩张拉牵拉滑坡伸缩仪的拉绳,其中一根定位桩插入至裂缝上侧为稳定体的地面上,另一根定位桩插入至裂缝下方为滑坡体的地面上,当滑坡体发生滑坡时,处于裂缝下方的定位桩随滑坡体发生滑动,此时拉绳牵拉滑坡伸缩仪并使得滑坡伸缩仪上的可动部件运动,滑坡伸缩仪根据对可动部件的运动的监测结果,即可判断两根定位桩是否发生了相对位移,从而得到滑坡监测结果。

    6、在具体运用中,为提高滑坡地质灾害的监测精度、保护滑坡伸缩仪,可以采用将定位桩之间的拉绳架空设置、滑坡伸缩仪设置在裂缝上侧定位桩上的方法,但对于监测位置具有多条裂缝、裂缝沿坡面上下分布的运用,由于拉绳较长,存在以下影响监测结果可靠性的因素:因为刮风、监测区域上方发生局部滑坡,导致树木倒伏于拉绳上时,树木导致定位桩之间的拉绳被进一步牵拉,此时滑坡伸缩仪监测到的滑坡监测结果,但此时滑坡体并未产生进一步的滑坡动作,故此时的监测结果为误判结果,同时,当裂纹下方定位桩滑移、在拉绳上倒伏物的影响下拉绳不能进一步牵拉滑坡伸缩仪上的可动部件运动时,监测系统即失去了对滑坡体滑移的监测作用。

    7、基于以上,本方案提供了一种包括收紧装置、支撑轮以及角度传感器的地灾监测系统,具体使用方法为:本监测系统被安装为其中一根定位柱固定于裂缝上侧为稳定体的地面上,另一根定位柱固定于裂缝下侧为滑坡体的地面上,拉绳张紧在两根定位柱之间,其中,拉绳的一端与滑坡伸缩仪相连,拉绳的另一端绕卷于收紧装置的第一卷筒上,并通过转动第一卷筒绕卷拉绳,使拉绳上具有满足预设张紧要求的张紧力,滑坡伸缩仪与收紧装置之间悬空拉绳的两端分别受到各定位桩上支撑轮的支撑,支撑轮为拉绳提供向上的支撑力,各定位桩上支撑轮位置的拉绳上均通过线夹固定所述角度传感器,角度传感器的固定位置位于支撑轮之间的拉绳上。

    8、采用本方案,由于存在所述收紧装置,所述收紧装置不仅能够用于张紧拉绳,通过避免拉绳松弛,使拉绳在受到牵拉时能够灵敏的作用到滑坡伸缩仪上获得滑坡监测结果,同时,由于具有第一卷筒用于绕卷多余的拉绳,对于不便于人员到达的滑坡监测位置,可通过将拉绳的整体长度设置为稍长,以使得定位桩的相对位置设置可以更为灵活,达到方便实施本系统安装工作的目的。

    9、进一步的,本方案还包括支撑轮,以上支撑轮用于为滑坡伸缩仪与收紧装置之间悬空拉绳的两端提供支撑力向上的支撑,对于设置滑坡伸缩仪的定位桩,当拉绳在风力或鸟类停驻作用下产生晃动时,该定位桩对拉绳的支撑可降低拉绳晃动对可动部件运动造成的影响,减少滑坡伸缩仪产生的干扰信号;通过监测悬空拉绳两端支撑轮对拉绳支撑力的大小以及变化情况,可用于判断拉绳上是否具有倒伏物,适用于角度传感器损坏、作为角度传感器未监测到明显拉绳角度变化之前的倒伏物判断补充方案;同时,由于两个定位桩均配置有支撑轮,当两个定位桩顶部分别用于安装滑坡伸缩仪以及收紧装置的座体相同时,两个定位桩在安装时满足通用性要求。

    10、进一步的,本方案还包括角度传感器,以上角度传感器用于辅助判断滑坡伸缩仪的监测结果是否可靠:当处于裂纹上方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、处于裂纹下方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、通过对可动部件的监测结果判断为拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉力增大时,滑坡伸缩仪判定为发生滑坡地质灾害;当处于裂纹上方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、处于裂纹下方的角度传感器判定为拉绳的倾角变小、拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉力增大时,判定为拉绳上具有影响拉伸上下端角度的倒伏物,滑坡伸缩仪的监测结果可能是因为倒伏物压迫拉绳而造成,滑坡伸缩仪判定为出现系统故障,滑坡伸缩仪发出系统故障信号,以提示维护人员对倒伏物进行处理,避免倒伏物造成下方定位桩随滑动体运动时,拉绳被压迫的位置形成位于两个定位桩之间的拉绳牵拉点,在拉绳下端被牵拉时不能牵拉上方滑坡伸缩仪上可动部件运动、后续监测过程中无法获得滑坡判定结果的情况。本领域技术人员也可以根据具体滑坡危害程度,设定为即使监测到拉绳上具有影响拉伸上下端角度的倒伏物,滑坡伸缩仪输出发生滑坡地质灾害监测结果以及输出系统故障信号。

    11、在一个具体实施例中,所述定位桩包括插杆以及安装架,所述插杆为下端为尖端、上端设置有内螺纹孔的杆状结构,所述安装架为下端设置有外螺纹柱的柱状结构;

    12、所述安装架与插杆的连接通过所述外螺纹柱连接于所述内螺纹孔中实现,所述外螺纹柱上还螺纹连接有锁帽;

    13、所述安装架上设置有位于外螺纹柱上方的支撑台,所述支撑轮通过安装座连接于安装架上:安装座包括具有插孔的底板,所述安装架通过所述插孔穿过底板,底板可绕安装架的轴线转动,所述底板支撑于所述支撑台上,还包括用于实现底板与支撑台相互锁定的锁定螺栓。

    14、以上方案中,将定位桩设置为相互可分离以及可连接的插杆以及安装架,首先,定位桩可被分离,方便将定位桩转移到滑坡监测位置;其次,在安装定位桩时,可以首先在地面上相应位置插入插杆,而后再在插杆上连接安装架,这样,可方便定位桩固定,例如,在插杆插入地下之前,插杆相比于定位桩全高较短,此时可通过敲击插杆上端的方式使得插杆嵌入地下,当插杆嵌入到一定深度后,在插杆的上端连接安装架,此时通过敲击安装架时插杆进一步插入地下,通过该方式,可使得插杆插入过程中位于定位桩上的被敲击位置高度适宜,方便施工人员施力。插杆与安装架采用螺纹连接并通过锁帽锁定的方式结构简单,同时可使得安装架上用于安装滑坡伸缩仪或者收紧装置的座体能够随安装架被转动到合适的方位,例如,在转动到合适的方位后,通过旋转锁帽,使得锁帽的下端挤压插杆的上端,即完成了该方位锁定。以上支撑台用于支撑安装座,并采用安装架通过支撑台底部底板上的插孔穿过底板的方式,目的在于:相对于任意定位桩,在定位桩位置拉绳的延伸方向受到上、下定位桩的相对位置以及定位桩之间是否还设置有其他改变拉绳延伸方向的滑轮的影响,采用本方案,在未锁定底板与支撑台之前,可以通过安装座绕安装架转动改变支撑轮在定位桩周向方向的位置,以使得支撑轮能够转动至能够支撑拉绳的方位,在调整好支撑轮所处的方位后,通过紧固所述锁定螺栓,即可将支撑轮限制在特定方位上以实现对拉绳可靠支撑。

    15、在一个具体实施例中,所述锁定螺栓被配置为:底板上配置有锁定螺栓孔,所述锁定螺栓孔为在底板下端具有孔口的内螺纹孔,锁定螺栓的上端螺纹连接在所述锁定螺栓孔中,并在支撑台上设置有圆心位于安装架轴线上的弧形孔,锁定螺栓通过所述弧形孔穿过支撑台,当安装座绕安装架转动时,锁定扩散在弧形孔中发生滑移,当支撑轮随安装座转动至调整好支撑轮所处方位后,通过锁定位于锁定螺栓下端的螺帽,利用螺帽与支撑台底部的摩擦力完成底板与支撑台相互锁定。

    16、在一个具体实施例中,由于不能将弧形孔设置为完整的环形结构,故在底板上设置多个位于同一圆上的锁定螺栓孔,该圆的圆心位于插孔中心,当连接在某个锁定螺栓孔中的锁定螺栓由于受到弧形孔端部阻挡而造成支撑轮不能转动至所需方位时,采用其他锁定螺栓孔连接锁定螺栓,以使得安装座能够被进一步转动。

    17、在一个具体实施例中,用于固定收紧装置的定位桩上配置有撬棍板,撬棍板为其上设置有撬棍孔的平板,所述撬棍孔具有位于撬棍板顶面上的孔口;

    18、所述撬棍板固定于所述安装座上,撬棍板位于该安装座靠近收紧装置的一侧,该安装座上支撑轮的轴线方向与撬棍板的长度方向平行,该安装座上支撑轮与收紧装置之间的拉绳位于撬棍板的正上方,所述撬棍孔的数量为多个,撬棍孔沿着撬棍板的长度方向间隔排布。

    19、本方案较优的运用是将第一卷筒设置为呈条形的宽体卷筒,以使得拉绳在未被张拉之前,能够以在第一卷筒长度方向上具有多匝的方式被绕卷在第一卷筒上,在完成拉绳另一端与滑坡伸缩仪连接且拉绳被张紧之前,被释放出的拉绳具有较长的余长,故完成放绳后需要通过第一卷筒收紧拉绳,为避免在收紧拉绳以张拉拉绳的过程中,因为拉绳集中在第一卷筒某一轴线绕卷出多匝,并且匝与匝之间内外堆叠、在本系统使用过程中,因为扰动等原因内外堆叠的匝垮塌而造成拉绳过于松弛,使得滑坡伸缩仪的监测结果滞后以及监测到的滑坡位移量下降,设置所述撬棍板,所述撬棍板具体被使用为:撬棍孔用于插入撬棍,在收紧拉绳的过程中,利用撬棍孔作为撬棍下端的约束孔,撬棍通过摆动拨动拉绳而控制拉绳在第一卷筒轴线上的绕卷位置,避免出现拉绳集中在第一卷筒某一轴线绕卷出多匝,并且匝与匝之间内外堆叠的情况;将撬棍板固定于安装座上,即使得撬棍板能够同步于支撑轮转动以适应拉绳具体的方位;设置为支撑轮的轴线与撬棍板长度方向平行、多个撬棍孔沿着撬棍板长度方向,目的在于:随着第一卷筒上拉绳绕卷位置在第一卷筒轴线上的移动,施工人员可以在撬棍板的长度方向上选择方便操作的撬棍孔,避免设置单个撬棍孔时,因为撬棍的侧倾角度过大而出现撬棍由撬棍孔中滑出的危险情况。本方案特别适用于如下具有第二卷筒、弹性件的滑坡伸缩仪实现方式:为避免拉绳热胀冷缩出现松弛,较优的运用是弹性件上始终存储有弹性势能,即本系统在安装过程中即可通过拉绳拉动第二转轴转动以使得弹性件蓄能,这样,在转动第一卷筒收紧拉绳时,拉绳上具有来自弹性件的负载,这样,拉绳在被绷直后仍然需要继续通过第一卷筒收拉拉绳,采用撬棍向第一卷筒轴线方向拨动拉绳的方式具有非常省力的特点。

    20、在一个具体实施例中,所述收紧装置还包括装置壳体,所述第一卷筒可转动连接于装置壳体的内侧;

    21、还包括与第一卷筒固定连接并与第一卷筒同轴的法兰盘以及插杆轴,所述法兰盘以及插杆轴均位于装置壳体的外部;

    22、所述法兰盘上设置有多个相对于法兰盘中心环形均布的第一销孔,所述第一销孔为通孔,所述装置壳体上还设置有在装置壳体外侧具有孔口的第二销孔,所述第二销孔的位置满足:在法兰盘绕自身轴线转动过程中,各第一销孔的位置均可转动至与第二销孔呈对中状态;

    23、所述插杆轴位于法兰盘的外侧,插杆轴的侧面上设置有插杆孔。

    24、以上方案提供了一种收紧装置的具体实现方式,具体的,需要转动第一卷筒时,向插杆孔中插入插杆,并将插杆作为转动第一卷筒的施力杆,当拉绳被拉紧到适宜程度后,选择位置适宜的第一销孔,并向该销孔中插入插销,插销的另一端嵌入到第二销孔中,利用插销在法兰盘与装置壳体之间传递力,即可实现第一卷筒锁定。故本方案中,所述插杆轴作为第一卷筒端部的延伸结构,用于通过插杆驱动位于装置壳体内部的第一卷筒转动;所述法兰盘作为第一销孔的承载体,具有多个第一销孔用于适配出多个法兰盘插销锁固方位,对于定位桩之间具有较长拉绳的运用场合,为提高滑坡监测响应速度以及测量到准确的滑坡位移,拉绳优选为钢丝绳,在这样的情况下,当第一卷筒转动到位后,如果不具备与第二销孔对中的第一销孔,则无法插入插销,如该种运用下本领域技术人员可以采用其他第一卷筒锁定方案,或者设置较多数量的第一销孔、在法兰盘上设置多圈第一销孔,处于不同圈上的第一销孔在法兰盘周向方向位置错开,隔圈第一销孔均配置有第二销孔的方式,以在稍微回转第一卷筒或稍微进一步转动第一卷筒后利用插销锁定第一卷筒,但本方案特别适用于如下具有第二卷筒、弹性件的滑坡伸缩仪:第二转轮进一步收纳或释放拉绳后补偿第一卷筒转动,这样不仅可保障拉绳被绷紧,同时可配置出具有与第二销孔对中的第一销孔。

    25、在一个具体实施例中,所述滑坡伸缩仪包括可绕自身转动的第二卷筒,拉绳与滑坡伸缩仪的连接方式为拉绳的一端缠绕于第二卷筒上;

    26、还包括弹性件,在拉绳由第二卷筒拉出的过程中,第二卷筒转动并且弹性件蓄能,当拉绳松弛时,弹性件通过弹性回弹迫使第二卷筒向收卷拉绳的方向转动;

    27、所述滑坡伸缩仪还包括用于监测第二卷筒转动状态的转动传感器,所述转动状态包括第二卷筒的转动角度以及速度。

    28、以上方案提供一种具体的滑坡伸缩仪实现方式,本方案中,第二卷筒用于绕卷拉绳的一端并作为所述可动部件,具体运用为:在通过第一卷筒收卷拉绳之前,即在第二卷筒上绕卷多圈拉绳,在第一卷筒收卷拉绳过程中随着第一卷筒与第二卷筒之间的拉绳被绷紧,此时第二卷筒释放出绕卷于其上的部分拉绳并且第二卷筒发生同步转动,此过程中弹性件蓄能,在第一卷筒停止转动后,利用弹性件提供给第二卷筒的回转回复力维持拉绳被紧绷的状态,当第一卷筒与第二卷筒之间的拉绳因为热伸长而松弛时,利用弹性件提供给第二卷筒的回转回复力维持拉绳被紧绷的状态,以使得下方定位桩发生滑移时滑坡情况能够及时被滑坡伸缩仪所监测到;同时,本方案采用的滑坡伸缩仪在发生滑坡时,所述可动部件为第二卷筒:发生滑坡时拉绳牵拉第二卷筒向释放拉绳的转动方向转动,故本方案通过所述转动传感器监测第二卷筒的转动状态获得滑坡监测结果;同时,将所述转动状态设置为包括转动角度以及速度,所述转动角度可用于判定拉绳由第二卷筒上被拉出的拉出量,该拉出量对应滑动体滑坡位移,所述速度对应拉绳由第二卷筒上被拉出的速度,该速度可用于判定拉绳拉出是否是因为滑动体滑移而造成:对于倒伏物挤压拉绳造成的拉绳拉出,一般具有拉绳拉出迅速、拉出持续时间短的特点,对于滑动体滑移导致的拉绳拉出,拉绳拉出速度符合一般的滑坡规律,具有拉绳拉出缓慢、拉出持续时间长的特点,如果要将速度作为滑坡监测判定依据,由于不同运用下滑坡对象、性质等不同,本领域人员需要根据实际监测项目设定关于该速度的鉴别参数。

    29、在一个具体实施例中,所述滑坡伸缩仪还包括与第二卷筒同轴的固定轴,所述弹性件为与第二卷筒同轴的涡卷弹簧;

    30、所述第二卷筒通过转动轴承与固定轴转动连接,涡卷弹簧设置在固定轴与第二卷筒之间的空间中,涡卷弹簧的内端与固定轴固定连接,涡卷弹簧的外端与第二卷筒固定连接。

    31、以上方案提供一种更为具体的滑坡伸缩仪实现方案,具体为:将第二卷筒通过转动轴承与固定轴连接为转动连接关系,在固定轴与第二卷筒之间设置涡卷弹簧,这样,以上转动轴承限定第二卷筒与固定轴的相对位置,并允许第二卷筒绕转动轴的轴线转动,当在第二卷筒上绕制多圈拉绳后,通过拉出部分拉绳,可使得第二卷筒绕固定轴转动并且涡卷弹簧蓄力,完成滑坡伸缩仪的初始配置,在检测过程中拉绳松弛后,第二卷筒在涡卷弹簧的作用下自行回转以绷紧拉绳,在发生滑坡地灾灾害时,拉绳进一步被拉出,此时通过监测到的第二卷筒动作,即可判定为拉绳经历可被进一步拉出的工况,该工况即可用于判定是否发生了滑坡地质灾害。容易理解的,相比于如为扭力弹簧的弹性件,使用涡卷弹簧可使得滑坡伸缩仪结构紧凑,并且允许第二卷筒转动多圈,使得拉绳能够被轻易的张紧在两个卷筒之间并且第二卷筒具有来自弹性件的回转回复力。

    32、在一个具体实施例中,还包括转轮以及轮轴,所述转轮与轮轴同轴,转轮与轮轴固定连接,转轮与第二卷筒的端面相贴,转轮的轴线满足:当第二卷筒转动时,第二卷筒与转轮的摩擦力迫使转轮转动,转动传感器用于监测转轴的转动角度以及转动速度。

    33、以上方案提供一种具体的第二卷筒转动监测方式:当第二卷筒转动时,第二卷筒与转轮的摩擦力带动转轮转动,与转轮固定的轮轴发生同步转动,此时通过监测转轴的转动角度以及转动速度获取到拉绳被释放长度以及释放速度,区别于直接通过转动传感器监测第二卷筒,一方面,在拉绳晃动造成第二卷筒振动时,转轮以及轮轴可作为吸振结构,降低第二卷筒振动对转动传感器寿命以及精度造成的影响,另一方面,当第二卷筒上转轮接触位置的转动半径大于第二转轮的半径时,可通过转轮放大转动,使转轴的转动角度大于第二卷筒的转动角度,以提高滑坡监测的灵敏度。

    34、在一个具体实施例中,所述转轮包括第一转轮以及第二转轮,所述轮轴包括为第一转轮配置的第一轮轴、为第二转轮配置的第二轮轴,所述转动传感器包括为第一轮轴配置的第一转动传感器、为第二轮轴配置的第二转动传感器;

    35、所述第一轮轴与第二轮轴同轴,第一轮轴与第二轮轴具有插接连接关系,第一轮轴、第二轮轴的轴线均与固定轴的轴线共面,第一轮轴、第二轮轴的轴线均与固定轴的轴线垂直;

    36、第一转轮与第二转轮相对于固定轴的轴线对称,第一转轮与第二转轮具有相同的轮径;

    37、第一轮轴用于与第二轮轴插接的一端、第二轮轴用于与第一轮轴插接的一端均设置有摩擦垫板,第一轮轴上的摩擦垫板与第二轮轴上的摩擦垫板相贴。

    38、以上方案提供一种更为具体的第二卷筒转动监测方式:第一转轮、第一转轴以及第一转动传感器形成一组监测第二转轮转动的监测部件,第二转轮、第二转轴以及第二转动传感器形成另一组监测第二转轮转动的监测部件,这样的方式为一种冗余设计方案,可降低转动传感器监测不到第二卷筒转动的概率;另外,当第一转轴与第二转轴插接后,两根转轴相互约束,对保持第一转轮、第二转轮的位置稳定性有利,该位置稳定性对保障第一转轮、第二转轮分别与第二卷筒的接触状态可靠性有利;另外,以上同轴、轴线共面的设置方式,使第一转轮与第二转轮被安装为与固定轴的轴线垂直,第一转轮与第二转轮的位置相对于固定轴的轴线对称,当在具有相同轮径的情况下,第二卷筒转动时第一转轮与第二转轮的转动速度以及角度相同,这样可以通过不同转动传感器的监测结果,更好的鉴别各转动传感器所获取数据的可靠性;另外,所述摩擦垫板使得第一轮轴、第二轮轴在轴线方向具有接触状态,当将转动传感器的壳体作为监测部件的固定座时,两根轮轴形成的配合结构将具有更好的刚度以维持转轮位置稳定性。

    39、在一个具体实施例中,所述摩擦垫板设置为表面光滑且耐磨的平垫,以在第一轮轴、第二轮轴相对反向转动的过程中,长期保障第一轮轴与第二轮轴的配合精度;所述第一转轮以及第二转轮均设置橡胶轮面,以通过橡胶轮面弹性变形维持各自与第二卷筒接触的可靠性。

    40、在一个具体实施例中,还包括用于监测支撑轮所受拉绳压力的压力传感器。

    41、以上方案即为:通过所述压力传感器监测拉绳对支撑轮的压力情况以及压力改变情况,具体实现方式可以是通过压力传感器监测安装座对支撑轮的支撑力,从而获取到支撑轮所受拉绳压力。

    42、本方案还涉及一种地灾监测方法,该方法用于监测滑坡地质灾害,该方法基于如上任意一项所述的地灾监测系统实现,该方法包括以下步骤:

    43、s1、系统安装:

    44、将其中一根定位柱固定于裂缝上侧为稳定体的地面上,将另一根定位柱固定于裂缝下侧为滑坡体的地面上;

    45、将拉绳张紧在两根定位柱之间,其中,拉绳的一端与滑坡伸缩仪相连,拉绳的另一端绕卷于收紧装置的第一卷筒上,通过转动第一卷筒绕卷拉绳,使拉绳上具有满足预设张紧要求的张紧力;

    46、滑坡伸缩仪与收紧装置之间悬空拉绳的两端分别受到各定位桩上支撑轮的支撑,支撑轮为拉绳提供向上的支撑力;

    47、各定位桩上支撑轮位置的拉绳上均通过线夹固定所述角度传感器,角度传感器的固定位置位于支撑轮之间的拉绳上;

    48、s2、滑坡地灾监测:

    49、滑坡伸缩仪通过监测拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉状态变化以及角度传感器的监测结果变化,判定是否具有滑坡地质灾害;

    50、当处于裂纹上方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、处于裂纹下方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉力增大时,滑坡伸缩仪判定为发生滑坡地质灾害;

    51、当处于裂纹上方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、处于裂纹下方的角度传感器判定为拉绳的倾角变小、拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉力增大时,滑坡伸缩仪判定为出现系统故障,滑坡伸缩仪发出系统故障信号。

    52、本发明具有以下有益效果:

    53、采用本方案,由于存在所述收紧装置,所述收紧装置不仅能够用于张紧拉绳,使拉绳在受到牵拉时能够灵敏的作用到滑坡伸缩仪上获得滑坡监测结果,同时,由于具有第一卷筒,对于不便于人员到达的滑坡监测位置,可通过将拉绳的整体长度设置为稍长,以使得定位桩的相对位置设置可以更为灵活,达到方便实施本系统安装工作的目的。

    54、进一步的,以上支撑轮用于为滑坡伸缩仪与收紧装置之间悬空拉绳的两端提供支撑力向上的支撑,该定位桩对拉绳的支撑可降低拉绳晃动对可动部件运动造成的影响,减少滑坡伸缩仪产生的干扰信号;通过监测悬空拉绳两端支撑轮对拉绳支撑力的大小以及变化情况,可用于判断拉绳上是否具有倒伏物,适用于角度传感器损坏、作为角度传感器未监测到明显拉绳角度变化之前的倒伏物判断补充方案;同时,由于两个定位桩均配置有支撑轮,当两个定位桩顶部分别用于安装滑坡伸缩仪以及收紧装置的座体相同时,两个定位桩在安装时满足通用性要求。

    55、进一步的,以上角度传感器用于辅助判断滑坡伸缩仪的监测结果是否可靠:当处于裂纹上方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、处于裂纹下方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、通过对可动部件的监测结果判断为拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉力增大时,滑坡伸缩仪判定为发生滑坡地质灾害;当处于裂纹上方的角度传感器判定为拉绳的倾角变大、处于裂纹下方的角度传感器判定为拉绳的倾角变小、拉绳对滑坡伸缩仪的牵拉力增大时,判定为拉绳上具有影响拉伸上下端角度的倒伏物,滑坡伸缩仪的监测结果可能是因为倒伏物压迫拉绳而造成,滑坡伸缩仪判定为出现系统故障,滑坡伸缩仪发出系统故障信号,以提示维护人员对倒伏物进行处理,避免倒伏物造成下方定位桩随滑动体运动时,拉绳被压迫的位置形成位于两个定位桩之间的拉绳牵拉点,在拉绳下端被牵拉时不能牵拉上方滑坡伸缩仪上可动部件运动、后续监测过程中无法获得滑坡判定结果的情况。


    技术特征:

    1.一种地灾监测系统,包括定位桩、滑坡伸缩仪(1)以及拉绳(5),所述定位桩的数量为两根,所述滑坡伸缩仪(1)固定于其中一根定位柱上,拉绳(5)的一端与滑坡伸缩仪(1)相连,其特征在于,还包括固定于另一根定位柱上的收紧装置(4),所述收紧装置(4)上设置有用于绕卷拉绳(5)的第一卷筒(12),拉绳(5)的另一端绕卷于所述第一卷筒(12)上;

    2.根据权利要求1所述的一种地灾监测系统,其特征在于,所述定位桩包括插杆(3)以及安装架(2),所述插杆(3)为下端为尖端、上端设置有内螺纹孔的杆状结构,所述安装架(2)为下端设置有外螺纹柱的柱状结构;

    3.根据权利要求2所述的一种地灾监测系统,其特征在于,用于固定收紧装置(4)的定位桩上配置有撬棍板(6),撬棍板(6)为其上设置有撬棍孔(18)的平板,所述撬棍孔(18)具有位于撬棍板(6)顶面上的孔口;

    4.根据权利要求1所述的一种地灾监测系统,其特征在于,所述收紧装置(4)还包括装置壳体(13),所述第一卷筒(12)可转动连接于装置壳体(13)的内侧;

    5.根据权利要求1所述的一种地灾监测系统,其特征在于,所述滑坡伸缩仪(1)包括可绕自身转动的第二卷筒(28),拉绳(5)与滑坡伸缩仪(1)的连接方式为拉绳(5)的一端缠绕于第二卷筒(28)上;

    6.根据权利要求5所述的一种地灾监测系统,其特征在于,所述滑坡伸缩仪(1)还包括与第二卷筒(28)同轴的固定轴(26),所述弹性件为与第二卷筒(28)同轴的涡卷弹簧(25);

    7.根据权利要求6所述的一种地灾监测系统,其特征在于,还包括转轮以及轮轴,所述转轮与轮轴同轴,转轮与轮轴固定连接,转轮与第二卷筒(28)的端面相贴,转轮的轴线满足:当第二卷筒(28)转动时,第二卷筒(28)与转轮的摩擦力迫使转轮转动,转动传感器用于监测转轴的转动角度以及转动速度。

    8.根据权利要求7所述的一种地灾监测系统,其特征在于,所述转轮包括第一转轮(20)以及第二转轮(23),所述轮轴包括为第一转轮(20)配置的第一轮轴(21)、为第二转轮(23)配置的第二轮轴(22),所述转动传感器包括为第一轮轴(21)配置的第一转动传感器(19)、为第二轮轴(22)配置的第二转动传感器(24);

    9.根据权利要求1~8中任意一项所述的一种地灾监测系统,其特征在于,还包括用于监测支撑轮(7)所受拉绳(5)压力的压力传感器。

    10.地灾监测方法,该方法用于监测滑坡地质灾害,其特征在于,该方法基于权利要求1~9中任意一项所述的地灾监测系统实现,该方法包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种地灾监测系统及地灾监测方法,涉及灾害预警技术领域,所述监测系统包括定位桩、滑坡伸缩仪以及拉绳,定位桩的数量为两根,滑坡伸缩仪固定于其中一根定位柱上,拉绳的一端与滑坡伸缩仪相连,还包括固定于另一根定位柱上的收紧装置,收紧装置上设置有用于绕卷拉绳的第一卷筒,拉绳的另一端绕卷于所述第一卷筒上;各定位桩上均固定有用于支撑拉绳的支撑轮,滑坡伸缩仪与收紧装置之间的拉绳支撑于所述支撑轮上;还包括角度传感器,各支撑轮位置处的拉绳均配置有所述角度传感器,角度传感器固定于拉绳上,角度传感器的固定位置位于支撑轮之间的拉绳上,所述监测方法基于所述监测系统实现。本方案用于提高滑坡地灾监测结果的可靠性。

    技术研发人员:左林勇,赵云
    受保护的技术使用者:四川川核地质工程有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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