堆积体滑坡大变形柔性监测装置及监测与分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种堆积体滑坡大变形柔性监测装置及监测与分析方法，属于岩土力学技术领域。该堆积体滑坡大变形柔性监测装置应用于堆积体滑坡，该堆积体滑坡包括滑床(13)、滑体(12)，于所述滑床(13)与所述滑体(12)之间的接触面形成滑动面(14)，堆积体滑坡大变形柔性监测装置包括测管(1)、固定支柱(2)、支架(5)、边部拉线(3)、第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)、第四中部拉线(6d)、第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)和测球(7)。该监测与分析方法基于该监测装置而实现。通过其可以确定滑坡滑动方向且能跟踪米级以上的大变形。

Flexible Monitoring Device for Large Deformation of Accumulated Landslides and Its Monitoring and Analysis Method

The invention discloses a flexible monitoring device for large deformation of accumulation landslide and a monitoring and analysis method, which belongs to the technical field of geomechanics. The flexible monitoring device for large deformation of the deposit landslide is applied to the deposit landslide. The deposit landslide includes a sliding bed (13) and a sliding body (12). A sliding surface (14) is formed on the contact surface between the sliding bed (13) and the sliding body (12). The flexible monitoring device for large deformation of the deposit landslide includes a measuring pipe (1), a fixed prop (2), a support (5), a side tension line (3), a first middle tension line (6a), and a second middle tension line. Line (6b), third central cable (6c), fourth central cable (6d), first displacement sensor (4a), second displacement sensor (4b), third displacement sensor (4c), fourth displacement sensor (4d) and balling (7). The monitoring and analysis method is based on the monitoring device. Through this method, the sliding direction of landslide can be determined and the large deformation above meter level can be tracked.

【技术实现步骤摘要】
堆积体滑坡大变形柔性监测装置及监测与分析方法
本专利技术涉及岩土力学
，特别是涉及一种堆积体滑坡大变形柔性监测装置及监测与分析方法。
技术介绍
滑坡变形特征是滑坡防治的重要信息，钻孔测斜仪是一种可以测试滑坡深部变形监测与滑带深度的监测仪器。但受到测量原理与测量系统构造的限制，其测量量程有限，当滑动面产生大位移时，测斜仪不能在测斜管内自由活动，故测斜仪采集不到滑坡大变形。然而堆积体滑坡经常达到米级变形，测斜仪应对滑坡大变形无能为力。近年学者研发出了如拉绳式滑坡监测装置与TDR监测系统，可以测量滑坡的深部大变形；但均不能确定滑坡移动的方向。而滑动方向对滑坡形成机理分析与处治方案的决策具有至关重要的作用，因此研发可以确定滑动方向且能跟踪米级以上变形的监测装置及监测方法具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种堆积体滑坡大变形柔性监测装置及监测与分析方法，通过其可以确定滑动方向且能跟踪滑坡米级以上的变形，从而更加适于实用。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供的堆积体滑坡大变形柔性监测装置的技术方案如下：本专利技术提供的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，应用于堆积体，所述堆积体包括滑床(13)、滑体(12)，于所述滑床(13)与所述滑体(12)之间的接触面形成滑动面(14)，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置包括测管(1)、固定支柱(2)、支架(5)、边部拉线(3)、第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)、第四中部拉线(6d)、第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)和测球(7)，所述边部拉线(3)包括多根，分别固定于不同深度，其中，所述边部拉线(3)至少有1根固定于所述滑床(12)，所述测管(1)设置于一盲孔中，所述盲孔贯穿所述滑体(12)并终止于所述滑床(13)，所述第一中部拉线(6a)的一端固定连接于所述测管(1)的底部，所述第一中部拉线(6a)的另一端固定连接于所述测球(7)，所述固定支柱(2)固定设置于所述滑体(12)上，所述第一位移传感器(4a)设置于所述固定支柱(2)上，所述边部拉线(3)的一端固定连接于所述测管(1)的边缘，所述边部拉线(3)的另一端固定连接于所述第一位移传感器(4a)，所述支架(5)固定设置于所述滑体(12)上，所述第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)分别布置于所述支架(5)上，所述第二中部拉线(6b)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第二中部拉线(6b)的另一端固定连接于所述第二位移传感器(4b)，所述第三中部拉线(6c)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第三中部拉线(6c)的另一端固定连接于所述第三位移传感器(4c)，所述第四中部拉线(6d)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第四中部拉线(6d)的另一端固定连接于所述第四位移传感器(4d)。本专利技术提供的堆积体滑坡大变形柔性监测装置还可采用以下技术措施进一步实现。作为优选，所述第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)处于同一水平面内。作为优选，所述支架(5)包括第一立柱(5a)、第二立柱(5b)、第三立柱(5c)、第一连接杆(15a)、第二连接杆(15b)和第三连接杆(15c)，所述第一连接杆(15a)的一端固定连接于所述第一立柱(5a)的顶端，所述第一连接杆(15a)的另一端固定连接于所述第二立柱(5b)的顶端，所述第二连接杆(15b)的一端固定连接于所述第一立柱(5a)的顶端，所述第二连接杆(15b)的另一端固定连接于所述第三立柱(5c)的顶端，所述第三连接杆(15c)的一端固定连接于所述第二立柱(5b)的顶端，所述第三连接杆(15c)的另一端固定连接于所述第三立柱(5c)的顶端，所述第二位移传感器(4b)设置于所述第一立柱(5a)的顶端，所述第三位移传感器(4c)设置于所述第三立柱(5c)的顶端，所述第四位移传感器(4d)设置于所述第二立柱(5b)的顶端。作为优选，所述第一连接杆(15a)的长度、所述第二连接杆(15b)的长度、所述第三连接杆(15c)的长度均相等。作为优选，所述第一中部拉线(6a)设置于所述测管(1)的中轴线上。作为优选，所述第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)和第四中部拉线(6d)由铟钢丝制成，并且，所述第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)和第四中部拉线(6d)的外部均套设有保护套。作为优选，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置还包括数据采集器(8)、蓄电池(10)，所述数据采集器(8)用于采集所述第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)和第四位移传感器(4d)的数据，所述蓄电池(10)用于为所述数据采集器(8)供电。作为优选，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置还包括太阳能电池板(11)，所述太阳能电池板(11)用于为所述蓄电池(10)提供电能。作为优选，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置还包括第一传输线(16a)、第二传输线(16b)、第三传输线(16c)和第四传输线(16d)，所述第一传输线(16a)的一端固定连接于所述第一位移传感器(4a)，所述第一传输线(16a)的另一端固定连接于所述数据采集器(8)，所述第二传输线(16b)的一端固定连接于所述第二位移传感器(4b)，所述第二传输线(16b)的另一端固定连接于所述数据采集器(8)，所述第三传输线(16c)的一端固定连接于所述第三位移传感器(4c)，所述第三传输线(16c)的另一端固定连接于所述数据采集器(8)。作为优选，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置还包括发射器(9)，利用所述发射器(9)所述数据采集器(8)能够将从所述第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)和第四位移传感器(4d)采集到的位移数据传输至数据处理器。作为优选，所述数据处理器的处理方法包括以下步骤：以滑体(12)作为参照物计算得到滑床(13)相对于滑体(12)的运动方向，由于运动是相对的，则可得到滑体(12)相对于滑床(13)的运动方向，即为滑坡滑动方向，所述堆积体滑坡大变形柔性监测与分析方法包括以下步骤：定义所述测球(7)所处的位置坐标为P(X、Y、Z)，所述第二位移传感器(4b)所处的位置点为O1，所述第三位移传感器(4c)所处的位置点为O2，所述第四位移传感器(4d)所处的位置点为O3，则P与O1、O2、O3之间的距离分别为L、M、N，即PO1＝L、PO2＝M、PO3＝N，三个拉绳出口之间的距离均为a，即O1O2＝O2O3＝O1O3＝a，建立坐标系，其中，O1点为原点，X轴、Y轴在水平面内，Y轴的方位指向正北方向，X轴的方位指向正东方向，Z轴指向天顶方向，应用几何方法确定所述测球(7)的坐标P(X、Y、Z)，建立方程组(1)如下：其中Z有两个解，在所述装置有效工作范围内，所述测球7不会位于所述支架(5)的上方，故仅取负解，解方程可得公式(2)：使用所述第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)分别测算所述测球(7)与O1、O2、O3的初始距离L0、M0、N0，通过所述公式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述堆积体滑坡包括滑床(13)、滑体(12)，于所述滑床(13)与所述滑体(12)之间的接触面形成滑动面(14)，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置包括测管(1)、固定支柱(2)、支架(5)、边部拉线(3)、第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)、第四中部拉线(6d)、多个第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)和测球(7)，所述边部拉线(3)包括多根，分别固定于不同深度，其中，所述边部拉线(3)至少有1根固定于所述滑床(12)，所述测管(1)设置于一盲孔中，所述盲孔贯穿所述滑体(12)并终止于所述滑床(13)，所述第一中部拉线(6a)的一端固定连接于所述测管(1)的底部，所述第一中部拉线(6a)的另一端固定连接于所述测球(7)，所述固定支柱(2)固定设置于所述滑体(12)上，所述第一位移传感器(4a)设置于所述固定支柱(2)上，所述边部拉线(3)的一端固定连接于所述测管(1)的边缘，所述边部拉线(3)的另一端固定连接于所述第一位移传感器(4a)，所述支架(5)固定设置于所述滑体(12)上，所述第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)分别布置于所述支架(5)上，所述第二中部拉线(6b)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第二中部拉线(6b)的另一端固定连接于所述第二位移传感器(4b)，所述第三中部拉线(6c)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第三中部拉线(6c)的另一端固定连接于所述第三位移传感器(4c)，所述第四中部拉线(6d)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第四中部拉线(6d)的另一端固定连接于所述第四位移传感器(4d)。...

【技术特征摘要】
1.一种堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述堆积体滑坡包括滑床(13)、滑体(12)，于所述滑床(13)与所述滑体(12)之间的接触面形成滑动面(14)，所述堆积体滑坡大变形柔性监测装置包括测管(1)、固定支柱(2)、支架(5)、边部拉线(3)、第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)、第四中部拉线(6d)、多个第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)和测球(7)，所述边部拉线(3)包括多根，分别固定于不同深度，其中，所述边部拉线(3)至少有1根固定于所述滑床(12)，所述测管(1)设置于一盲孔中，所述盲孔贯穿所述滑体(12)并终止于所述滑床(13)，所述第一中部拉线(6a)的一端固定连接于所述测管(1)的底部，所述第一中部拉线(6a)的另一端固定连接于所述测球(7)，所述固定支柱(2)固定设置于所述滑体(12)上，所述第一位移传感器(4a)设置于所述固定支柱(2)上，所述边部拉线(3)的一端固定连接于所述测管(1)的边缘，所述边部拉线(3)的另一端固定连接于所述第一位移传感器(4a)，所述支架(5)固定设置于所述滑体(12)上，所述第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)分别布置于所述支架(5)上，所述第二中部拉线(6b)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第二中部拉线(6b)的另一端固定连接于所述第二位移传感器(4b)，所述第三中部拉线(6c)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第三中部拉线(6c)的另一端固定连接于所述第三位移传感器(4c)，所述第四中部拉线(6d)的一端固定连接于所述测球(7)，所述第四中部拉线(6d)的另一端固定连接于所述第四位移传感器(4d)。2.根据权利要求1所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)、第四位移传感器(4d)处于同一水平面内。3.根据权利要求1或2所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述支架(5)包括第一立柱(5a)、第二立柱(5b)、第三立柱(5c)、第一连接杆(15a)、第二连接杆(15b)和第三连接杆(15c)，所述第一连接杆(15a)的一端固定连接于所述第一立柱(5a)的顶端，所述第一连接杆(15a)的另一端固定连接于所述第二立柱(5b)的顶端，所述第二连接杆(15b)的一端固定连接于所述第一立柱(5a)的顶端，所述第二连接杆(15b)的另一端固定连接于所述第三立柱(5c)的顶端，所述第三连接杆(15c)的一端固定连接于所述第二立柱(5b)的顶端，所述第三连接杆(15c)的另一端固定连接于所述第三立柱(5c)的顶端，所述第二位移传感器(4b)设置于所述第一立柱(5a)的顶端，所述第三位移传感器(4c)设置于所述第三立柱(5c)的顶端，所述第四位移传感器(4d)设置于所述第二立柱(5b)的顶端。4.根据权利要求3所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述第一连接杆(15a)的长度、所述第二连接杆(15b)的长度、所述第三连接杆(15c)的长度均相等。5.根据权利要求1所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述第一中部拉线(6a)设置于所述测管(1)的中轴线上。6.根据权利要求1所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，所述第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)和第四中部拉线(6d)由铟钢丝制成，并且，所述第一中部拉线(6a)、第二中部拉线(6b)、第三中部拉线(6c)和第四中部拉线(6d)的外部均套设有保护套。7.根据权利要求1所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，还包括数据采集器(8)、蓄电池(10)，所述数据采集器(8)用于采集所述第一位移传感器(4a)、第二位移传感器(4b)、第三位移传感器(4c)和第四位移传感器(4d)的数据，所述蓄电池(10)用于为所述数据采集器(8)供电。8.根据权利要求7所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，还包括太阳能电池板(11)，所述太阳能电池板(11)用于为所述蓄电池(10)提供电能。9.根据权利要求7所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，还包括第一传输线(16a)、第二传输线(16b)、第三传输线(16c)和第四传输线(16d)，所述第一传输线(16a)的一端固定连接于所述第一位移传感器(4a)，所述第一传输线(16a)的另一端固定连接于所述数据采集器(8)，所述第二传输线(16b)的一端固定连接于所述第二位移传感器(4b)，所述第二传输线(16b)的另一端固定连接于所述数据采集器(8)，所述第三传输线(16c)的一端固定连接于所述第三位移传感器(4c)，所述第三传输线(16c)的另一端固定连接于所述数据采集器(8)；作为优选，所述的堆积体滑坡大变形柔性监测装置，其特征在于，还包括发射器(9)，利用所述发射器(9)所述数据采集器(8)能够将从...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，卢波，朱杰兵，刘小红，刘广宁，汪斌，蒋昱州，徐栋栋，张利洁，曾平，张林让，汪朝晖，王小伟，许方岭，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，中国地质调查局武汉地质调查中心，
类型：发明
国别省市：湖北,42