一种滑坡水下变形特征转移监测设备与方法技术

本申请属于滑坡地质灾害监测的技术领域，公开了一种滑坡水下变形特征转移监测设备与方法，包括浮块、监测主体、天线、多个弹性长杆和多个锚头，浮块用于使监测主体漂浮于水面上；监测主体内置有主控单元和多个监测单元，监测单元电连接于主控单元，以将获取到的剪应力信息发送给主控单元；弹性长杆与水下滑坡协同变形，以获取水下滑坡的变形特征，并且监测单元的伸缩端通过拉索连接于弹性长杆，以获得剪应力信息；相较于现有技术，监测主体固定连接于浮块顶部，难以与水发生直接接触，具有较好的防水效果，并且监测主体内置的监测单元通过弹性长杆获取水下滑坡的剪应力信息，实现了对水下滑坡变形特征的长期监测。对水下滑坡变形特征的长期监测。对水下滑坡变形特征的长期监测。

【技术实现步骤摘要】
一种滑坡水下变形特征转移监测设备与方法


[0001]本申请属于滑坡地质灾害监测的
，尤其是涉及一种滑坡水下变形特征转移监测设备与方法。

技术介绍

[0002]水库、河岸、海岸等滑坡水下变形特征是分析滑坡变形的重要因素，受水流侵蚀作用影响水下滑坡的内部结构会逐渐松散并发生形变，若在水下滑坡形变至一定程度前未采取对应的保护措施，可能会导致水下滑坡坍塌，抬高河床水位，造成水灾；因此，需要一种能够监测滑坡水下变形特征的设备或装置，以及时得知水下滑坡形变程度。
[0003]现有技术中，针对水下滑坡变形特征的监测，存在一种能够监测滑坡水下变形特征的设备，主要由浮标、定位单元、锚锭和拉线装置构成，锚锭与水下滑体协同变形，再通过拉线装置的拉线长度、姿态间接测量水下滑坡的形变程度，这种结构防水能力较差，拉线装置内部的机构或电路容易长时间浸泡于水中并损坏，难以实现对水下滑坡变形特征的长期监测。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种滑坡水下变形特征转移监测设备与方法，用于实现对水下滑坡变形特征的长期监测。
[0005]本申请的专利技术目的一采用如下技术方案实现：一种滑坡水下变形特征转移监测设备，包括：浮块，漂浮于水面；监测主体，固定连接于所述浮块顶部，所述监测主体内置有储能单元、主控单元和多个监测单元，所述储能单元电连接于所述主控单元和所述监测单元，以给所述主控单元和所述监测单元供电；所述监测单元用于监测水下滑坡的剪应力；所述监测单元电连接于所述主控单元，以将获取到的剪应力信息发送给主控单元；多个弹性长杆，所述弹性长杆的杆身插入水下滑坡内，所述弹性长杆与水下滑坡协同变形；所述弹性长杆的杆头连接有拉索，所述监测单元的伸缩端通过所述拉索连接于所述弹性长杆，所述拉索始终处于张紧状态；多个锚头，所述锚头锚定于河床，所述浮块的底侧固定连接有多根连接绳，所述浮块通过所述连接绳连接于所述锚头；天线，电连接于所述主控单元，以转发所述主控单元的输出信息。
[0006]通过上述技术方案，监测主体固定连接于浮块的顶侧，使监测主体能够漂浮于水面上，并且不与水发生直接接触，以降低监测主体被水浸没的可能性；监测主体内置的主控单元为信息处理和存储单元；储能单元用于积蓄电能并为主控单元和多个监测单元供电；多个监测单元均电连接于主控单元，用于将检测到的水下滑坡剪应力信息发送给主控单元进行处理；当水下滑坡的发生形变时，会提供给弹性长杆侧向的剪应力，使弹性长杆发生形
变，使处于张紧状态的拉索给监测单元传递对应的剪应力，从而使监测单元能够监测到水下滑坡的水下变形特征；多个锚头均锚定于河床，并且各个锚头均通过连接绳连接于浮块，以降低浮块受到风或者波浪的作用而位移或者侧翻的可能性；天线电连接于主控单元，用于转发主控单元的输出信息，以扩大输出信息的传播范围；相较于现有技术，本申请的监测单元难以与水发生直接接触，具有较好的防水效果，并且监测单元通过弹性长杆获取水下滑坡的剪应力信息，从而实现了对水下滑坡变形特征的长期监测。
[0007]本申请进一步设置为：所述监测单元为电子弹簧测力计，所述监测单元的伸缩端背离所述浮块设置，所述监测主体的顶侧设置有定滑轮，所述拉索的绕接于所述定滑轮；所述拉索包括第一绳索段和第二绳索段，所述第一绳索段竖直设置且固定连接于所述监测单元，所述第二绳索段平行于对应的弹性长杆设置且固定连接于所述弹性长杆。
[0008]通过上述技术方案，监测单元选用电子弹簧测力计，具有较高的灵敏度；监测单元的伸缩端背离浮块设置，以提高防水效果，降低水浸没监测单元的可能性；监测单元的顶侧设置有定滑轮，拉索绕接于顶滑轮，定滑轮用于改变滑坡剪应力传递过程中力的方向，并且还能降低因拉索摩擦监测主体外壳而影响测得的滑坡剪应力信息精度的可能性；拉索的第一绳索段竖直设置且固定连接于监测单元，使拉索提供滑坡剪应力的方向为竖向，以便由电子弹簧测力计构成的监测单元进行数据监测；第二绳索段平行于弹性长杆设置且固定连接于弹性长杆，以在弹性长杆发生形变时，能够更为准确地将滑坡剪应力通过拉索传递至监测单元。
[0009]本申请进一步设置为：所述监测主体内置有定位单元，所述定位单元用于发出定位信息；所述定位单元电连接于所述天线，以通过所述天线扩大所述定位信息的传播范围。
[0010]通过上述技术方案，监测单元内的定位单元用于发出定位信息，以使工作人员能够清晰地得知本申请设备所处的具体位置；定位单元电连接于天线，以扩大定位信息的传播范围，并且提高定位信息传播时的稳定性。
[0011]本申请进一步设置为：所述监测主体的顶侧设置有太阳能板，所述太阳能板呈环形，所述太阳能板电连接于所述储能单元和所述定位单元，以给所述储能单元和所述定位单元充电。
[0012]通过上述技术方案，监测主体的顶侧设置有环形的太阳能板，能够使监测单元的顶侧受力均匀，不易发生侧翻；太阳能板电连接于储能单元和定位单元，以在接收到太阳照射时，给储能单元和定位单元充电，从而使本申请设备能够进行长期监测。
[0013]本申请进一步设置为：所述浮块的包络体为圆柱体，多个所述锚头沿所述浮块的外周均匀设置；所述监测主体的包络体为圆柱体，所述监测主体与所述浮块共心。
[0014]通过上述技术方案，浮块和监测主体的包络体均为圆柱体，并且监测主体和浮块共心，有利于使浮块受的力均匀分布，不易侧翻；多个锚头沿浮块的外周均匀设置，以进一步降低浮块侧翻的可能性。
[0015]本申请的专利技术目的二采用如下技术方案实现：一种滑坡水下变形特征转移监测方法，应用于上述一种滑坡水下变形特征转移监测设备，所述方法包括：基于多个剪应力信息和筛选阈值区间，保留筛选阈值区间内的剪应力信息，作为监测信息；
计算若干所述监测信息的均值，作为输出信息；基于定位信息和预设的站点接收坐标，调节所述主控单元的输出功率；基于所述输出功率，将所述输出信息发送给所述天线。
[0016]通过上述技术方案，先筛选出位于筛选阈值区间内的剪应力信息作为监测信息，再计算若干个监测信息的均值作为输出信息，再根据定位信息和预设的站点接收坐标调节主控单元的输出功率，最后在调节后的输出功率下将输出信息发送给天线；相较于现有技术，本申请的监测方法能够根据定位信息自动调节主控单元的输出功率，以调节输出信息的传输范围，使信息接收终端能够持续地获取输出信息，从而实现了对水下滑坡变形特征的持续监测。
[0017]本申请进一步设置为：所述基于多个剪应力信息和筛选阈值区间，保留筛选阈值区间内的剪应力信息，作为监测信息之后，所述方法还包括：若各剪应力信息均超出筛选阈值区间，发送报警信息。
[0018]通过上述技术方案，当各剪应力信息均超出筛选阈值区间时，说明各监测单元与其对应的弹性长杆的连接异常，例如拉索断开或者拉索松弛，使监测单元监测到的剪应力信息内的数值低于0，此时发出报警信息给工作人员，以及时对各监测单元与其对应的弹性长杆连接进行检修，以利于对水下滑坡变形特征的长期监测。
[0019]本申请进一步设置为：基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滑坡水下变形特征转移监测设备，其特征在于，包括：浮块(1)，漂浮于水面；监测主体(2)，固定连接于所述浮块(1)顶部，所述监测主体(2)内置有储能单元(21)、主控单元(22)和多个监测单元(23)，所述储能单元(21)电连接于所述主控单元(22)和所述监测单元(23)，以给所述主控单元(22)和所述监测单元(23)供电；所述监测单元(23)用于监测水下滑坡(100)的剪应力；所述监测单元(23)电连接于所述主控单元(22)，以将获取到的剪应力信息发送给主控单元(22)；多个弹性长杆(3)，所述弹性长杆(3)的杆身插入水下滑坡(100)内，所述弹性长杆(3)与水下滑坡(100)协同变形；所述弹性长杆(3)的杆头连接有拉索(6)，所述监测单元(23)的伸缩端通过所述拉索(6)连接于所述弹性长杆(3)，所述拉索(6)始终处于张紧状态；多个锚头(4)，所述锚头(4)锚定于河床(200)，所述浮块(1)的底侧固定连接有多根连接绳(41)，所述浮块(1)通过所述连接绳(41)连接于所述锚头(4)；天线(5)，电连接于所述主控单元(22)，以转发所述主控单元(22)的输出信息。2.根据权利要求1所述的一种滑坡水下变形特征转移监测设备，其特征在于，所述监测单元(23)为电子弹簧测力计，所述监测单元(23)的伸缩端背离所述浮块(1)设置，所述监测主体(2)的顶侧设置有定滑轮(7)，所述拉索(6)的绕接于所述定滑轮(7)；所述拉索(6)包括第一绳索段(61)和第二绳索段(62)，所述第一绳索段(61)竖直设置且固定连接于所述监测单元(23)，所述第二绳索段(62)平行于对应的弹性长杆(3)设置且固定连接于所述弹性长杆(3)。3.根据权利要求1所述的一种滑坡水下变形特征转移监测设备，其特征在于，所述监测主体(2)内置有定位单元(24)，所述定位单元(24)用于发出定位信息；所述定位单元(24)电连接于所述天线(5)，以通过所述天线(5)扩大所述定位信息的传播范围。4.根据权利要求3所述的一种滑坡水下变形特征转移监测设备，其特征在于，所述监测主体(2)的顶侧设置有太阳能板(25)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠宝，郑杰，章鑫，谭圣恩，刘畅，
申请(专利权)人：广东省有色矿山地质灾害防治中心，
类型：发明
国别省市：