利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法，在探井侧壁间隔相同的距离设置标记点，然后在探井锁口处安装用于观测标记点位置的激光测量装置，标记点至光线转向管的垂向距离为z，然后利用激光测量装置，将激光水平仪发出的激光通过光线转向管投射到标记点上，根据z值及光线转向管转过的角度，计算标记点在测量系统中的y坐标，x坐标可通过水平杆直接读出。本发明专利技术获得了探井不同深度处标记点的位置坐标即土体内部不同深度点的位置坐标，连续观测相同标记点的位置坐标变化即可获得土体内部水平位移信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测斜
，尤其涉及一种利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法。
技术介绍
以往，研究边坡深层土体侧向位移，通常采用固定式测斜仪或者便携式测斜仪，将测斜管通过机械成孔或者随钢筋笼下放到探井内然后混凝土灌注的方法垂直的埋设在不稳定土体中，以上方法适合在各方面条件均具备的条件下，然而很多大型边坡在前期勘探过程中地形陡峭并不具备车辆能够自由出入的条件，仅仅实施了人工探井勘探，此时也想通过一种方法对边坡深层土体的水平位移进行监测，面对这种情况，提出了利用激光水平仪将探井侧壁不同高度处标记点的位置垂直投影在水平面上，观察其位置坐标变化。其优点在于①实现了在无法利用测斜仪的条件下达到了测量土体内部水平位移的目的；②测量设备均为常见测料容易获取加工；③造价相对低廉，能够有效节约开支。不足之处在于设备安装过程相对繁琐，需要熟练操作。综上所述，目前对于滑坡监测中深层土体侧向位移监测需要动用大型钻探机械施工，但由于场地限制大型机械在前期勘探期间无法抵达陡峭的斜坡体上，致使测斜工作无法开展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标的方法，旨在解决目前对于滑坡监测中深层土体侧向位移监测需要动用大型钻探机械施工，但由于场地限制大型机械在前期勘探期间无法抵达陡峭的斜坡体上，致使测斜工作无法开展的问题。但多数滑坡勘探项目均有人工开挖探井实施，本专利技术便提供了一套利用探井进行边坡测斜的装置来获得各标记点绝对坐标的方法，同样达到了深层土体水平位移监测的目的。本专利技术是这样实现的，一种利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法，该利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标的方法包括：利用激光水平仪发出的激光通过一个通光孔及光线转向管上两个通光小孔照射到平面反光镜片上后，光线垂直进入探井，转动后端光线转向管使光线照射在标记点上的光敏传感器上；以水平尺刻度端部为原点建立三维直角坐标系，水平尺方向为X，垂向为Z，水平面上与x轴向垂直的方向为Y；共获得的数据包括水平尺读出的x值，水平激光发射孔距离探井锁口的垂直距离为Z0，探井锁口至所测光敏传感器垂直距离Z1、Z2、Z3……Zn，光线转向管转过的角度α1、α2、α3……αn、值；通过公式Y＝(Z0+Zn)×tanαn计算得测量点的Y值，测得所有标记点的(X、Y、Z)值；将水平原点换算为探井底部的基点Dn，设定Dn的坐标为(0、0、Zn)，然后将其他所有点均做相应变换(X-Xn、Y-Yn、Z)，获得各标记点的绝对坐标。进一步，所述将原点换算为探井底部的基点Dn，设定水平原点Dn的坐标为(0、0、Zn)，然后将其他所有点均做相应变换(X-Xn、Y-Yn、Z)，获得各标记点的绝对坐标，具体包括：第一步，根据Z值及角度ɑ利用公式Y＝Z*tanɑ，计算得标记点的(x，y，z)值，该坐标值是以水平尺0刻度位置作为原点的坐标值；第二步，对Dn-1和Dn两个基点进行误差验算，|XDn-1-XDn|≤允许误差值且|YDn-1-YDn|≤允许误差值；第三步，将所有标记点的坐标值转换为以探井底部不动点Dn作为原点Dn→(0,0,Zn)，Dn-1→(XDn-1-XDn，YDn-1-YDn，ZDn-1)，计算其余标记点的坐标值,D1→(XD1-XDn，YD1-YDn，ZD1),D2→(XD2-XDn，YD2-YDn，ZD2)……。进一步，所述利用激光水平仪发出的激光通过一个通光孔及光线转向管上两个通光小孔照射到平面反光镜片前，还需进行：在探井侧壁垂向方向每隔相同的距离安装一光敏传感器元件；先将侧墙横立支架一端通过膨胀螺丝固定在探井侧壁，另一端通过卡扣将光敏传感器固定，侧墙横立支架的长度从井口向底部逐渐变化，俯视支架杆错落分布，光敏传感器端部不相互遮挡，从顶部向底部依次编号D1、D2、D3……Dn；在探井底部选定两个稳定的基点，同样分别安装一光敏传感器，分别编号Dn-1、Dn；将所有光敏传感器电缆线引至探井口并接入控制中心；架设激光水平仪及水平支架，在探井锁口一侧一个相对平整的区域，安放好激光水平仪，微调使激光水平仪能够发出水平激光射线；将两个小型三角支架分别架设在探井锁口两侧，水平杆安置在活动尺架台的固定槽里，打开水平激光射线，使激光射线能够同时透过两个活动尺架台下端的通光孔；安装光线转向管，将光线转向管通过活动螺栓活动安置在水平杆中的长条开槽中，水平激光首先穿过固定通光管一端的通光小孔，调节活动螺栓使光线能够穿过另外一端的通光小孔。本专利技术提供的利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标的方法，根据水平支架系统、光敏传感器系统、光线转向管在探井侧壁安装好标记点装置(光敏传感器)，连接至控制中心，架设好激光水平仪以及水平尺支架，将光线转向管活动安装在水平尺支架上，转动光线转向管，激光照射在光敏传感器上，记录测量的各个数据，按照标记点坐标计算程序所述对数据进行处理即可测量得该标记点的相对坐标值，其余各标记点均按照该方法进行测量即可获得整个探井各标记点的坐标值，最后将标记点全部转换为绝对坐标即可，连续时间的间隔测量即可获得该探井侧壁的变形情况即土体内部水平位移情况，下表以一工程实际数据为例进一步说明。表1：某一工程中三期试验数据表上表提供了17个标记点每一期次测量中对应的坐标值(x，y，z)，将每一期次的x值单独列出，以x为横坐标，z为纵坐标可以绘制出17个标记点的x点纵向上的分布情况，三期对比可以了解到x值得变化情况；同样y值也可以进行类似的操作，获得y值得变化曲线。定期的测量还可以获得各个标记点x、y方向的变化速率曲线。附图说明图1是本专利技术实施例提供的利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的利用探井进行边坡测斜的装置示意图；图3是本专利技术实施例提供的三角支架侧视图和正视图；图4是本专利技术实施例提供的活动尺架台侧视图；图5是本专利技术实施例提供的光线转向管剖面图图6是本专利技术实施例提供的水平杆俯视图；图7是本专利技术实施例提供的测量效果示意图.图中：1、激光水平仪；1-1、发射孔；2、水平支架系统；2-1、三脚架；2-2、L型固定骨架；2-3、长条形开槽；2-4、紧固螺栓；2-5、活动尺架台；2-6、通光孔；3、水平杆装置；3-1、水平杆；3-2、长条状开槽；4、光线转向管装置；4-1、可调节螺栓；4-2、后端光线转向管；4-3、前端通光固定管；4-4、平面反光镜；4-5、刻度指针；4-6、通光小孔；5、光敏传感器系统；5-1、光敏传感器；5-2侧墙横立支架；5-3、控制中心。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标的方法，包括：S101：利用激光水平仪发出的激光通过一个通光孔及光线转向管上两个通光小孔照射到平面反光镜片上后，光线垂直进入探井，转动后端光线转向管使光线照射在标记点上的光敏传感器上；S102：以水平尺刻度端部为原点建立三维直角坐标系，水平尺方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法，其特征在于，该利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法包括：利用激光水平仪发出的激光通过一个通光孔及光线转向管上两个通光小孔照射到平面反光镜片上后，光线垂直进入探井，转动后端光线转向管使光线照射在标记点上的光敏传感器上；以水平尺刻度端部为原点建立三维直角坐标系，水平尺方向为X，垂向为Z，水平面上与x轴向垂直的方向为Y；共获得的数据包括水平尺读出的x值，水平激光发射孔距离探井锁口的垂直距离为Z0，探井锁口至所测光敏传感器垂直距离Z1、Z2、Z3……Zn，光线转向管转过的角度α1、α2、α3……αn、值；通过公式Y＝(Z0+Zn)×tanαn计算得测量点的Y值，测得所有标记点的(X、Y、Z)值；将原点换算为探井底部的基点Dn，设定Dn的坐标为(0、0、Zn)，然后将其他所有点均做相应变换(X‑Xn、Y‑Yn、Z)，获得各标记点的绝对坐标。

【技术特征摘要】
1.一种利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法，其特征在于，该利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法包括：利用激光水平仪发出的激光通过一个通光孔及光线转向管上两个通光小孔照射到平面反光镜片上后，光线垂直进入探井，转动后端光线转向管使光线照射在标记点上的光敏传感器上；以水平尺刻度端部为原点建立三维直角坐标系，水平尺方向为X，垂向为Z，水平面上与x轴向垂直的方向为Y；共获得的数据包括水平尺读出的x值，水平激光发射孔距离探井锁口的垂直距离为Z0，探井锁口至所测光敏传感器垂直距离Z1、Z2、Z3……Zn，光线转向管转过的角度α1、α2、α3……αn、值；通过公式Y＝(Z0+Zn)×tanαn计算得测量点的Y值，测得所有标记点的(X、Y、Z)值；将原点换算为探井底部的基点Dn，设定Dn的坐标为(0、0、Zn)，然后将其他所有点均做相应变换(X-Xn、Y-Yn、Z)，获得各标记点的绝对坐标。2.如权利要求1所述的利用探井进行边坡测斜的装置获得各标记点绝对坐标方法，其特征在于，所述将水平原点换算为探井底部的基点Dn，设定Dn的坐标为(0、0、Zn)，然后将其他所有点均做相应变换(X-Xn、Y-Yn、Z)，获得各标记点的绝对坐标，具体包括：第一步，根据Z值及角度ɑ利用公式Y＝Z*tanɑ，计算得标记点的(x，y，z)值，该坐标值是以水平尺0刻度位置作为原点的坐标值；第二步，对Dn-1和Dn两个基点进行误差验算，|XDn-1-XDn|≤允许误差值，且|YDn-1-YDn|...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓清禄，安鹏举，杨敏，迟大恒，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42