一种滑坡深部多集成传感器布设设备及布设方法技术

本发明专利技术提供一种滑坡深部多集成传感器布设设备及布设方法，贯入式监测体包括套管和传感器贯入剪，传感器贯入剪呈剪刀状设置，第一刀片和第二刀片在上下向相向转动或背向转动，以使传感器贯入剪具有初始位置和监测位置；传感器贯入剪位于初始位置时，第一刀片和第二刀片的受压部端部在上下向间隔设置，传感器贯入剪位于监测位置时，受压部相向移动，剪切部从安装孔穿出以剪切滑体；监测体布设系统驱动传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置。本发明专利技术提出的技术方案的有益效果是：套管上安装剪刀状的传感器贯入剪，剪切部剪入土体，受力平衡，对套管要求小；布设装置为局部静力施加设计，静力平衡，不易翻折，对拉绳的要求低，也不会产生缠绕。

【技术实现步骤摘要】
一种滑坡深部多集成传感器布设设备及布设方法
本专利技术涉及地质灾害监测与防治
，尤其涉及一种滑坡深部多集成传感器布设设备及布设方法。
技术介绍
滑坡是自然界中分布最广，发生最频繁的地质灾害之一，对人类生活环境，自然资源，水利工程等构成了巨大的威胁。据报道，自2003年三峡水库首次蓄水以来，大量的古滑坡在水库周期性的水位波动和降雨下重新复滑，具有极大的潜在致灾危险。滑坡变形破坏呈现是一个时空动态演化过程，滑坡基本特征与演化阶段和演化模式存在高度关联和配套，演化过程常伴随着多场耦合特征。针对滑坡多场信息监测的技术近些年不断发展，单孔多传感器集成布设是一个重要方面。鉴于现有的多仪器独立分布式集成监测方法存在效率低、费用高、关联差等不足，近年来“一孔多测”理念逐渐被提出并受到工程地质学家的重视。尽管“一孔多测”普遍受到重视并有长足的发展，但在技术上仍存在不足。例如，现有的监测方法均将监测仪器安装在孔内，这对深部测斜、地下水位测量适用，但难以在原位条件下准确测量孔隙水压力、含水率等参数，同时该方法环境适应性较差，当滑坡变形增大后孔内仪器多遭受损毁而失效，难以在原位条件下实现“一孔多测”的多信息参数监测技术。同时，钻孔侧壁土质密实，部分滑体成分为碎石土或质地更密实的材料的情况下，钻孔内的多参数传感器布设往往具有一定的挑战性。因次，发展一套可以实现原位环境下“一孔多测”的多信息参数监测技术以及相应的地下多参数监测传感器布设装置具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种滑坡深部多集成传感器布设设备及布设方法。本专利技术的实施例提供一种滑坡深部多集成传感器布设设备，包括：贯入式监测体，包括套管和传感器贯入剪，所述套管沿上下向延伸，用于下放至钻孔中，所述套管侧壁贯穿设有沿上下向延伸的安装孔，所述安装孔相对的侧壁均设有沿上下向延伸的竖向槽；所述传感器贯入剪用于获取滑体的监测数据，所述传感器贯入剪呈剪刀状设置，包括通过销轴连接的第一刀片和第二刀片，所述第一刀片和所述第二刀片在上下向相向转动或背向转动，以使所述传感器贯入剪具有初始位置和监测位置；所述第一刀片和所述第二刀片外端为剪切部，内端为受压部，所述受压部端部位于所述套管内，所述受压部与所述竖向槽相对的位置设有滑块，所述滑块在所述竖向槽内上下滑动；所述传感器贯入剪位于初始位置时，所述第一刀片和所述第二刀片的受压部端部在上下向间隔设置，所述传感器贯入剪位于监测位置时，所述受压部相向移动，所述剪切部从所述安装孔穿出以剪切滑体；以及，监测体布设系统，驱动所述传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置。进一步地，所述监测体布设系统包括牵引机构和可被放入所述套管内的布设探头，所述布设探头具有沿上下向的活动行程，所述牵引机构与所述布设探头连接，用以牵引所述布设探头沿上下向活动；所述布设探头包括壳体、两个抵压部、两个第一驱动机构和第二驱动机构；各所述抵压部活动安装于各所述第一驱动机构上，两个所述抵压部具有位于所述受压部内侧的避让位置、和分别位于所述受压部上下两侧的压合位置；所述第一驱动机构沿上下向移动安装于所述壳体上，分别驱动所述抵压部在避让位置和压合位置之间切换，所述第二驱动机构固定于所述壳体上，驱动所述第一驱动机构上下向相向移动，以带动两个所述受压部相向转动，使所述传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置。进一步地，所述布设探头还包括两个连杆组件，所述壳体呈中空设置，所述壳体侧壁贯穿设有沿上下向延伸的条形孔，所述第二驱动机构设有两个，在上下向间隔设置于所述壳体内；所述连杆组件与所述第二驱动机构一一对应，位于两个所述第二驱动机构之间，包括承力盒、第一铰接支撑座、铰接杆和Y型铰接杆；所述承力盒固定于所述第二驱动机构上，两个所述第一铰接支撑座位于两个所述承力盒之间，所述第二驱动机构与所述第一铰接支撑座之间通过所述第一驱动机构连接；所述Y形铰接杆包括第一铰接杆和自所述第一铰接杆中部向外凸伸形成的凸伸杆，所述第一铰接杆一端与所述第一铰接支撑座铰接，另一端通过所述铰接杆与所述承力盒铰接，所述第一驱动机构驱动所述第一铰接支撑座上下移动，带动所述Y形铰接杆转动从所述条形孔穿出，以使所述凸伸杆端部形成所述抵压部，具有位于所述受压部内侧的避让位置、和分别位于所述受压部上下两侧的压合位置。进一步地，还包括顶伸机构，所述顶伸机构固定于所述壳体内，具有沿所述壳体径向延伸的输出轴，所述输出轴与所述销轴相对，所述顶伸机构驱动所述输出轴沿所述壳体径向移动，以推动所述销轴向滑体方向移动。进一步地，所述承力盒呈中空设置，所述承力盒面向所述铰接杆的一侧贯穿设有穿孔，所述连杆组件还包括复位弹簧和移动杆，所述移动杆一端与所述第一铰接支撑座固定连接，另一端穿过所述穿孔位于所述承力盒内，所述移动杆外围套设有复位弹簧，所述复位弹簧上下两端分别与所述第一铰接支撑座、所述承力盒相抵，所述第一驱动机构安装于所述承力盒内，驱动所述移动杆上下移动。进一步地，所述第一驱动机构包括驱动电机和拉线，所述拉线一端缠绕至所述驱动电机的转动轴上，另一端与所述移动杆位于所述承力盒内的一端连接。进一步地，所述竖向槽中部朝滑体方向凸伸形成水平槽，所述水平槽沿所述套管径向延伸，所述销轴位于所述水平槽内。进一步地，所述套管包括多个第一套管和多个第二套管，所述第一套管和所述第二套管依次交互连接，每一所述第一套管上设有所述安装孔。进一步地，还包括监测设备，所述监测设备包括数据采集单元，所述数据采集单元与所述传感器贯入剪无线通信，用于下放至所述套管内接收所述监测数据。本专利技术的实施例还提供一种布设方法，使用上述滑坡深部多集成传感器布设设备，且包括以下步骤：S1利用牵引机构将布设探头下放至套管内传感器贯入剪对应位置后，第一驱动机构驱动所述抵压部在避让位置和压合位置之间切换，所述第二驱动机构驱动所述第一驱动机构上下向相向移动，以带动两个所述受压部相向转动，使所述传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置，传感器贯入剪剪入钻孔外滑体内。S2压剪动作完成后，反向操作步骤S1，使布设探头恢复原位。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：套管上安装剪刀状的传感器贯入剪，剪切部剪入土体，受力平衡，对套管要求小。相比已有的相关技术，扩大了应用场景，对于滑体材质密实度较大的工况更能适应，可以更好的布设相关传感器。布设装置为局部静力施加设计，静力平衡，不易翻折，对拉绳的要求低，也不会产生缠绕。静力剪入的方式减小了监测环境的扰动，同时，本方法增加了孔外布设的范围，可以更好的贴近原始的地下环境，测得更准确的滑坡地下多场信息。通过钻孔侧壁外部的传感器布设，孔外布设探头与监测设备的无线传输与无线通电，可实现滑坡深部钻孔外部岩土体多参数信息监测，监测结果更加接近真实地下环境。附图说明图1是本专利技术提供的滑坡深部多集成传感器布设设备一实施例的结构示意图；图2是图1中贯入式监测体(传感器贯入剪位于初始位置)的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑坡深部多集成传感器布设设备，其特征在于，包括：/n贯入式监测体，包括套管和传感器贯入剪，所述套管沿上下向延伸，用于下放至钻孔中，所述套管侧壁贯穿设有沿上下向延伸的安装孔，所述安装孔相对的侧壁均设有沿上下向延伸的竖向槽；/n所述传感器贯入剪用于获取滑体的监测数据，所述传感器贯入剪呈剪刀状设置，包括通过销轴连接的第一刀片和第二刀片，所述第一刀片和所述第二刀片在上下向相向转动或背向转动，以使所述传感器贯入剪具有初始位置和监测位置；所述第一刀片和所述第二刀片外端为剪切部，内端为受压部，所述受压部端部位于所述套管内，所述受压部与所述竖向槽相对的位置设有滑块，所述滑块在所述竖向槽内上下滑动；/n所述传感器贯入剪位于初始位置时，所述第一刀片和所述第二刀片的受压部端部在上下向间隔设置，所述传感器贯入剪位于监测位置时，所述受压部相向移动，所述剪切部从所述安装孔穿出以剪切滑体；以及，/n监测体布设系统，驱动所述传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种滑坡深部多集成传感器布设设备，其特征在于，包括：
贯入式监测体，包括套管和传感器贯入剪，所述套管沿上下向延伸，用于下放至钻孔中，所述套管侧壁贯穿设有沿上下向延伸的安装孔，所述安装孔相对的侧壁均设有沿上下向延伸的竖向槽；
所述传感器贯入剪用于获取滑体的监测数据，所述传感器贯入剪呈剪刀状设置，包括通过销轴连接的第一刀片和第二刀片，所述第一刀片和所述第二刀片在上下向相向转动或背向转动，以使所述传感器贯入剪具有初始位置和监测位置；所述第一刀片和所述第二刀片外端为剪切部，内端为受压部，所述受压部端部位于所述套管内，所述受压部与所述竖向槽相对的位置设有滑块，所述滑块在所述竖向槽内上下滑动；
所述传感器贯入剪位于初始位置时，所述第一刀片和所述第二刀片的受压部端部在上下向间隔设置，所述传感器贯入剪位于监测位置时，所述受压部相向移动，所述剪切部从所述安装孔穿出以剪切滑体；以及，
监测体布设系统，驱动所述传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置。


2.如权利要求1所述的滑坡深部多集成传感器布设设备，其特征在于，所述监测体布设系统包括牵引机构和可被放入所述套管内的布设探头，所述布设探头具有沿上下向的活动行程，所述牵引机构与所述布设探头连接，用以牵引所述布设探头沿上下向活动；
所述布设探头包括壳体、两个抵压部、两个第一驱动机构和第二驱动机构；各所述抵压部活动安装于各所述第一驱动机构上，两个所述抵压部具有位于所述受压部内侧的避让位置、和分别位于所述受压部上下两侧的压合位置；所述第一驱动机构沿上下向移动安装于所述壳体上，分别驱动所述抵压部在避让位置和压合位置之间切换，所述第二驱动机构固定于所述壳体上，驱动所述第一驱动机构上下向相向移动，以带动两个所述受压部相向转动，使所述传感器贯入剪由初始位置移动至监测位置。


3.如权利要求2所述的滑坡深部多集成传感器布设设备，其特征在于，所述布设探头还包括两个连杆组件，所述壳体呈中空设置，所述壳体侧壁贯穿设有沿上下向延伸的条形孔，所述第二驱动机构设有两个，在上下向间隔设置于所述壳体内；所述连杆组件与所述第二驱动机构一一对应，位于两个所述第二驱动机构之间，包括承力盒、第一铰接支撑座、铰接杆和Y型铰接杆；
所述承力盒固定于所述第二驱动机构上，两个所述第一铰接支撑座位于两个所述承力盒之间，所述第二驱动机构与所述第一铰接支撑座之间通过所述第一驱动机构连接；所述Y形铰接杆包括第一铰接杆和自所述第一铰接杆中部向外凸伸形成的凸伸杆，所述第一铰接杆一端与所述第一铰接支撑座铰接，另一端通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐辉明，张俊荣，张永权，李长冬，
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