[发明专利]一种岩土压力测量仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过采集和测量岩土体深部压力变化的数据用于进行滑坡预判的仪器，具体地说是涉及一种钻孔岩土压力测量仪及其测量方法。

背景技术

我国是滑坡灾害多发的国家。滑坡灾害常常造成人员伤亡、道路掩埋、房屋损毁等破坏性灾难，严重威胁着国家和人民的生命财产安全。因此，准确的对滑坡灾害进行预报，是解决问题的关键。滑坡的发生、发展、演化过程，伴随着大量宏观可测物理信息的改变，如地表位移、深部位移、地表倾角、岩土体压力、声发射等。通过实时捕捉上述物理信息，可以建立其与滑坡成灾演化阶段的映射关系进而为滑坡预测预报提供必要的基础数据。而对这些与滑坡相关的物理信息改变的参数进行监测的准确性、及时性及全面性，直接影响着滑坡预测预报的可靠性与真实性。目前常见的滑坡灾害预测的装置及方法很多，比如用测量机器人测量地表位移，用地温计来测量温度等。这些方法虽然可以通过各种计算来进行滑坡体预判。但由于不能准确的反应岩土体压力变化的情况从而不能简单直观有效地进行滑坡体的预判。本发明通过直接采集岩土体内部的压力数据为滑坡体的预判提供更为直接可靠的基础数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够直接测量岩土体内部压力的岩土压力测量仪以及测量方法，进而实现对滑坡灾害进行预测。

为实现本发明目的，采用的技术方案是：提供一种岩土压力测量仪，包括测压短节、监测部件、上位机, 所述的测压短节由主架、密封腔、母接头、公接头、销轴、纵板、固定板及横板组成，主架与公接头、密封腔分别通过管螺纹连接，密封腔下端与母接头也通过管螺纹连接，主架上装有销轴，销轴上装有纵板，纵板上端通过螺栓与横板相连接，固定板两端通过螺栓与纵板及横板相连，使纵板与横板保持垂直，纵板下端通过螺栓与两个传感器架固定，两个传感器架内安装有压力传感器，密封腔上安装有带钩螺栓，密封腔与传感器架间装有将压力传感器自动回位的拉簧，拉簧的挂钩一端连接在带钩螺栓上，另一端连接在传感器架的底部；测压短节与钻杆连接且内部装有监测部件；

所述的监测部件为一个微处理器系统，安装在测压短节的密封腔中；监测部件由微处理器连接的按键电路、数据采集电路、数据存储电路、电源转换电路、串口通信电路组成，所述的微处理器采用P89C52X2FN芯片，微处理器的P3.2、P3.3口与按键电路连接，当微处理器监测到相应I/O口有低电平时，则确认有相应按键按下；数据采集电路采用ADC0809芯片， ADC0809芯片的引脚D0-D7、ADD A-ADD C、ALE、ST、OE、EOC、CIK分别与微处理器的P0.0-P0.7、P1.0-P1.6、ALE口连接，ADC0809芯片将压力传感器采集的模拟信号转换成数字信号后输入微处理器；数据存储电路采用Micro SD卡，Micro SD卡的第1引脚CS经1N4728稳压二极管D1接地，同时经过电阻R4与微处理器的P2.0连接, Micro SD卡的第7引脚DO与微处理器的P2.3口连接，微处理器将数字信号经过电平转换后存入到Micro SD中；电源转换电路由ASM1117-3.3构成，电源转换电路与Micro SD卡连接，将微处理器所用的5V电源转换成Micro SD卡所需要的3.3V电源；串口通信电路采用MAX232芯片，MAX232芯片的第12引脚、第11引脚分别与微处理器的P3.0、P3.1口连接，MAX232芯片将微处理器的逻辑电平与上位机的电平相匹配； 

所述的上位机采用LabView编制软件，将监测部件采集到的数据进行处理、显示，通过设置的串口通信设置模块、按钮模块、图形显示模块、数据显示模块组成在上位机上可操作和显示的界面。

本发明的岩土压力测量仪，所述的测压短节由具有管螺纹接口的公接头及母接头实现与普通地质钻杆对接，公接头一端接钻杆，另一端接主架，主架的另一端接密封腔，密封腔用于放置监测部件，密封腔的另一端与母接头相接，母接头的另一端与钻杆相接。主架上开有销孔，销轴穿过纵板上端及主架上的销孔，横板通过螺栓与纵板连接，横板与纵板间还通过固定板固定，纵板下端通过螺栓固定有传感器架，通过传感器架将压力传感器固定紧，纵板可绕销轴转动，横板上穿有绳索，当上拉绳索时带动纵板绕销轴转动从而实现将传感器送出，贴近钻孔壁，当松开绳索时，纵板、压力传感器在拉簧回复力的作用下自动回到原位。