[发明专利]防扭转万向深孔测斜方法、测斜仪及测斜系统

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程中对边坡深部变形监测领域，尤其涉及一种防扭转万向深孔测斜方法、测斜仪及测斜系统。

背景技术

岩土工程中对边坡的倾斜测量是很重要的一环，在实现边坡深部位移监测方法方面，国内外主要采用钻孔倾斜法解决。在使用钻孔倾斜法监测边坡时，在钻孔中埋设测斜管，测斜管具有多节活动连接的管体，可随着边坡的滑动变形而发生区段变形；测斜管内部设有导槽，利用钻孔测斜仪(深孔测斜仪)沿着导槽的移动而对测斜管的变形进行监测即可得到边坡深部滑体的滑动部位、时间、滑动水平距离等数据，从而达到实现边坡稳定性监测的目的。

但上述采用钻孔测斜仪监测的方法在应用中也出现了新的问题，主要表现在钻孔测斜管的扭转问题。钻孔内的测斜管在实际安装过程中，测斜管导槽沿管长可能存在扭转。测斜仪探头在沿测斜管导槽从下到上测量时，测斜仪测量的倾斜数据由于测斜管导槽的扭转不在同一方向上，由此测量的倾斜数据计算出的位移算数和相加求钻孔总位移必然存在很大的误差，使得监测结果与岩土内部深度变形位移与变形位置严重失真，影响到后继施工过程中信息的准确性和决策的合理性与有效性。目前，国内外对测斜仪的研制普遍集中在高精度技术的应用，而对于测斜仪测量方法的缺陷(因测斜管扭转带来的测量误差)则鲜有实际研究。

此外，现有技术中钻孔内测斜仪的测量方向只有一个方向，不能同时测量一个平面内的两个方向，使得测量效率不高，同时测量两个方向时需要测量两次，两次测量的数据很难在同一位置，造成两个方向的数据合成存在误差。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种防扭转万向深孔测斜方法、测斜仪及测斜系统，以提高测量数据的精确性、准确性。

为解决上述技术问题，本发明提出一种防扭转万向深孔测斜方法，通过对深孔内测斜管的监测而得出深孔所在边坡的变形位移数据，包括步骤：

逐一对测斜管内多个测量位置进行倾斜度和方位角的测量，其中在同一测量位置处同时对该测量位置所在平面内两个设定方向的倾斜度以及其中一所述设定方向的方位角进行测量，相邻两测量位置具有设定距离；

获取各测量位置处的倾斜度及方位角数据，根据各测量数据进行处理得到所述变形位移数据。

优选地，所述根据各测量数据进行处理得到变形位移数据的步骤具体为：根据各测量位置处的倾斜度以及所述设定距离计算测斜管在相邻两测量位置之间的单步滑动位移，根据方位角对各单步滑动位移进行矢量相加得到测斜管总的滑动位移。

优选地，所述两个设定方向相互垂直，所述多个测量位置中各测量位置等距离分布。

为解决上述技术问题，本发明提供一种防扭转万向深孔测斜仪，用以测量深孔内测斜管各测量位置处的倾斜量，所述防扭转万向深孔测斜仪包括测量探头以及连接于测量探头上并可适配地在所述测斜管中滑动以使测量探头可定位于测斜管中多个测量位置处的滑轮；所述测量探头内设置有用以测量第一设定方向倾斜度的第一倾角传感器、用以测量第二设定方向倾斜度的第二倾角传感器以及用以测量所述第一设定方向方位角的磁敏方位传感器，所述第一设定方向和第二设定方向位于与测量探头轴线垂直的平面内。

优选地，所述滑轮成对设置，每对滑轮中的两个滑轮分列于所述测量探头两侧，每对滑轮中两滑轮连线平行于所述第一设定方向。

优选地，所述第一设定方向和所述第二设定方向相互垂直。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种防扭转万向深孔测斜系统，包括手持功能端和与所述手持功能端相连接的如上所述的防扭转万向深孔测斜仪；所述手持功能端包括用以处理所述防扭转万向深孔测斜仪所测得的数据的并控制其他元件的CPU、用以将所述防扭转万向深孔测斜仪所测得的数据传输给CPU的数据传输接口和用以进行人机交互的人机接口，所述数据传输接口和人机接口分别连接CPU；所述数据传输接口连接所述防扭转万向深孔测斜仪。

优选地，所述手持功能端还包括用以调节所述测量探头在测斜管中步进的测量探头步进调节模块，所述测量探头步进调节模块连接所述CPU。

优选地，所述防扭转万向深孔测斜系统还包括后台服务器，所述手持功能端还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块连接所述CPU；所述手持功能端通过所述无线通讯模块连接所述后台服务器。

优选地，所述无线通讯模块为GPRS模块。