一种滑坡地表与深部位移联合监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，包括设于滑坡(4)上的监测模块(100)，该监测模块(100)包括设于所述滑坡(4)内的固定式测斜仪(7)、设于所述固定式测斜仪(7)顶部的圆形棱镜(12)，以及设于圆形棱镜(12)一侧的第一监测终端设备(13)；与监测模块(100)相对设置用于实时观测该监测模块(100)的观测模块(200)，观测模块(200)包括测量机器人(16)以及第二监测终端设备(17)。本发明专利技术还公开了滑坡地表与深部位移联合监测方法。本发明专利技术的监测系统，可以精确测量滑坡的滑动方向、的地表变形和深部位移，作为滑坡计算分析与安全评价的依据，稳定可靠，不易受特殊气候和森林植被的影响，监测精度高。

A joint monitoring system and method for surface and deep displacement of landslide

【技术实现步骤摘要】
一种滑坡地表与深部位移联合监测系统及方法
本专利技术属于地质灾害监测与防控
，更具体地，涉及一种滑坡地表与深部位移联合监测系统及方法。
技术介绍
滑坡是指斜坡上的岩土体由于多种因素的影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体或部分地顺坡向下滑动的现象。发生滑坡灾害，会造成极大的危害。因此，建立合理的滑坡监测体系，对了解滑坡不同发展阶段的变形特征及受控因素具有非常重要的意义。深部位移监测一直是滑坡防治的基础和依据，其不仅可提供准确可靠的滑移位移、滑动面及滑床位置等重要信息，而且有助于长期连续地掌握滑坡状态，实现滑坡稳定性评价与预测预警目的。对于实际的滑坡工程，深部位移监测一般在滑坡上钻孔至基岩层或稳定土层，在钻孔内布设测斜管，再利用测斜仪的滑轮式探头进行测量，因此它只能测量滑坡体内的相对水平位移，而难以测定滑坡体的实际位移情况。虽然利用全站仪、GPS定位等方法也可测量滑坡地表的绝对变形，但这些监测方法要么需要人工监测，不利于滑坡的长期监测，且对于一些存在安全风险的滑坡则更加不适用；要么数据精度不足，受特殊气候和森林植被影响较大。另外，滑坡方向也是滑坡灾害的重要特征，其有效、正确和快速的确定，对施工和后期加固策略的实施意义重大，而目前的监测方法关于滑坡变形方向的确定很少涉及。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种滑坡地表与深部位移联合监测系统及方法，监测模块处于观测模块的观测范围内，并能够实时与监测模块匹配，实时对其进行观测并采集观测数据，并将数据实时回传至数据处理模块，数据处理模块根据观测数据分析滑坡的滑动方向、的地表变形和深部位移，作为滑坡计算分析与安全评价的依据，稳定可靠，不易受特殊气候和森林植被的影响，监测精度高。为了实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，包括：设于滑坡上的监测模块，该监测模块包括设于所述滑坡内的固定式测斜仪、设于所述固定式测斜仪顶部的圆形棱镜，以及设于所述圆形棱镜一侧的第一监测终端设备；与所述监测模块相对设置用于实时观测该监测模块的观测模块，所述观测模块包括测量机器人以及第二监测终端设备，所述圆形棱镜与测量机器人相匹配，并通过所述固定式测斜仪实时监测所述滑坡地表及内部形态；数据处理模块，用于对所第一监测终端设备和第二监测终端设备采集的数据进行处理分析所述滑坡的滑动方向、地表变形和深部位移。进一步地，所述监测模块包括在滑坡上开设的监测孔及设于该监测孔内部的侧斜管，所述侧斜管顶端伸出所述滑坡表面一段距离，且其底端面稳定插入基岩内部，且该测斜管上的凹槽方向与滑动面的方向保持一致。进一步地，若干个所述固定式测斜仪串联连接，并设于所述测斜管内部。进一步地，所述固定式测斜仪顶部连接有一根电缆线，用于将固定式测斜仪监测的数据实时传递至第一监测终端设备。进一步地，所述侧斜管顶部设有监测墩台，该监测墩台的中部设有圆形通孔，其顶部设有测斜管封顶盖。进一步地，所述监测墩台上设有铅直棱镜架，用于固定安装所述圆形棱镜。进一步地，所述监测模块包括电源组件，该电源组件通过所述电缆线与固定式测斜仪连接。进一步地，所述观测模块包括观测墩，所述测量机器人包括底座，所述底座安装于所述观测墩上。进一步地，所述测量机器人包括驱动电机、联轴器、减速箱以及成像装置；驱动电机设于所述底座上，并通过连接法兰与联轴器活动连接；所述减速箱通过螺栓与联轴器固定连接；所述成像装置通过联轴器与所述减速箱活动连接。按照本专利技术的另一个方面，提供一种滑坡地表与深部位移联合监测方法，包括如下步骤：S1:对待监测的滑坡进行现场勘察，分析判断主要的滑动方向和滑动面位置，并据此布置监测方案；S2:根据监测方案中监测孔的布设要求，从表土层向下钻孔至基岩以下位置，根据监测孔的深度，确定测斜管的长度，测斜管安装时应注意使内壁一对凹槽的方向与预判的滑坡滑动方向一致；S3:测斜管安装完成后，在测斜管周围的监测孔内回填滑坡相似材料，灌浆使之与周围岩土体结合，使之与滑坡岩土体同步变形；S4:在监测孔孔口处设置监测墩台，监测墩台顶部布设圆形棱镜，在测斜管内壁沿轴向方向串联固定数个固定式测斜仪，在监测墩台上安装电源组件和监测终端设备，电源组件和第一监测终端设备通过电线缆穿过监测墩台侧壁连接固定式测试仪；S5:在滑坡影响范围外的稳定土层上设置观测墩，在观测墩上布设测量机器人和第二监测终端设备，调整圆形棱镜的角度，使测量机器人可以识别和照准，并进行测角与测距；S6:滑坡发生滑动时，测斜管随之移动并发生弯曲变形，测斜管弯曲变形带动固定式测斜仪发生变形并偏转一定的角度，通过监测终端设备可测得滑动位置处的相对位移；同时，监测墩台上的圆形棱镜的坐标位置也随之发生变化，通过测量机器人可实时监测到变化值；S7:数据处理模块分析测量机器人监测数据，可计算出滑坡的滑动方向，如果与预判的滑动方向存在较大偏差，则将固定式测斜仪监测数据向主滑方向上投影，得到更加准确的滑坡深部变形，同时综合测量机器人与固定测斜仪监测数据，获取滑坡地表变形与深部位移的绝对量值。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1.本专利技术的位移联合监测系统，监测模块处于观测模块的观测范围内，并能够实时与监测模块匹配，实时对其进行观测并采集观测数据，并将数据实时回传至数据处理模块，数据处理模块根据观测数据分析滑坡的滑动方向、地表变形和深部位移，作为滑坡计算分析与安全评价的依据，稳定可靠，不易受特殊气候和森林植被的影响，监测精度高。2.本专利技术的位移联合监测系统，通过调整测量机器人和圆形棱镜的相对位置，以保证测量机器人能够正常稳定的监测到该圆形棱镜，在滑坡发生位移时能够通过该测量机器人监测到的圆形棱镜坐标变化计算出滑坡的地表位移，实现对该滑坡的实时监测，进而有效避免山体滑坡等自然灾害的发生。3.本专利技术的位移联合监测系统，将与表土层成分相近的填充物填充到该测斜管内部，通过浆液将其粘连为一体，以确保测斜管和固定式测斜仪能够发生相同程度的同步变形，以保证该滑坡内部监测装置测量的数据的准确性与可靠性。4.本专利技术的位移联合监测系统，在保障测斜管顶端伸出滑坡表面一段距离的同时使其底端插入稳定基岩内部，且其安装的方向需要保障该测斜管上的凹槽方向与预判滑动的方向保持一致，之后将若干个固定式测斜仪进行串联连接，设于该测斜管内部，其设置高度能够满足对所需监测的土层进行监测。5.本专利技术的位移联合监测系统，成像装置与圆形棱镜匹配，确保其能够实时接收圆形棱镜反射的光线，实现测斜管内固定式测斜仪成像，并将成像结果和测量数据实时回传给数据处理模块，实现数据的分析和处理。6.本专利技术的位移联合监测方法，利用深部位移监测孔孔口设置的圆形棱镜与测量机器人配合监测，不仅可以获取滑坡的地表变形，还能通过圆形棱镜的坐标位置变化来计算滑坡4内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，包括：/n设于滑坡(4)上的监测模块(100)，该监测模块(100)包括设于所述滑坡(4)内的固定式测斜仪(7)、设于所述固定式测斜仪(7)顶部的圆形棱镜(12)，以及设于所述圆形棱镜(12)一侧的第一监测终端设备(13)；/n与所述监测模块(100)相对设置用于实时观测该监测模块(100)的观测模块(200)，所述观测模块(200)包括测量机器人(16)以及第二监测终端设备(17)，所述圆形棱镜(12)与测量机器人(16)相匹配，并通过所述固定式测斜仪(7)实时监测所述滑坡(4)地表及内部形态；/n数据处理模块(300)，用于对所第一监测终端设备(13)和第二监测终端设备(17)采集的数据进行处理分析所述滑坡(4)的滑动方向、地表变形和深部位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，包括：
设于滑坡(4)上的监测模块(100)，该监测模块(100)包括设于所述滑坡(4)内的固定式测斜仪(7)、设于所述固定式测斜仪(7)顶部的圆形棱镜(12)，以及设于所述圆形棱镜(12)一侧的第一监测终端设备(13)；
与所述监测模块(100)相对设置用于实时观测该监测模块(100)的观测模块(200)，所述观测模块(200)包括测量机器人(16)以及第二监测终端设备(17)，所述圆形棱镜(12)与测量机器人(16)相匹配，并通过所述固定式测斜仪(7)实时监测所述滑坡(4)地表及内部形态；
数据处理模块(300)，用于对所第一监测终端设备(13)和第二监测终端设备(17)采集的数据进行处理分析所述滑坡(4)的滑动方向、地表变形和深部位移。


2.根据权利要求1所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，所述监测模块(100)包括在滑坡(4)上开设的监测孔(1)及设于该监测孔(1)内部的侧斜管(6)，所述侧斜管(6)顶端伸出所述滑坡(4)表面一段距离，且其底端面稳定插入基岩(3)内部，且该测斜管(6)上的凹槽方向与滑动面(2)的方向保持一致。


3.根据权利要求2所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，若干个所述固定式测斜仪(7)串联连接，并设于所述测斜管(6)内部。


4.根据权利要求3所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，所述固定式测斜仪(7)顶部连接有电缆线(8)，用于将固定式测斜仪(7)监测的数据实时传递至第一监测终端设备(13)。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，所述侧斜管(6)顶部设有监测墩台(9)，该监测墩台(9)的中部设有圆形通孔，其顶部设有测斜管封顶盖(10)。


6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，所述监测墩台(9)上设有铅直棱镜架(11)，用于固定安装所述圆形棱镜(12)。


7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，所述监测模块(100)包括电源组件(14)，该电源组件(14)通过所述电缆线(8)与固定式测斜仪(7)连接。


8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种滑坡地表与深部位移联合监测系统，其特征在于，所述观测模块(200)包括观测墩(15)，所述测量机器人(16)包括底座(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福江，杨华滨，
申请(专利权)人：西华大学，四川省国环工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51