[发明专利]一种边坡变形自动监测及预警装置

说明书

技术领域

本发明涉及到岩土工程及防灾减灾工程领域，尤其涉及到交通工程领域的公路边坡变形监测及预警装置。

背景技术

边坡失稳滑塌已成为山区公路交通的一大安全隐患。边坡失稳滑塌的产生并非发生在瞬时时间段内，而是经过一定时期不稳定性因素的积累，从蠕动向失稳滑动发展。对各个时期的边坡变形量、变形速率以及变形发展趋势的连续监测，是评价边坡能否产生破坏性滑坡，从而及时地对边坡进行安全处置的核心。传统的边坡监测技术主要有：裂缝监测、地面观测网监测以及GPS位移监测等。裂缝监测只能对边坡失稳破坏做出定性评价，带有很强的个人主观意识；对于地面观测网监测，其监测网的布设麻烦，需要布置对照桩及观测桩，且测量精度不高，对边坡变形的监测时间间隔不定，不能长时间连续监测；GPS监测边坡位移，虽能提供快速、全天候的监测，但其监测费用较高，对公路边坡的监测利用势必不经济。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提出了一种能应用于公路各种复杂条件的边坡变形自动监测及预警装置，所述装置既能监测边坡土体的变形量，同时能监测边坡的变形速率及预测变形的发展趋势。此外，在边坡的上部、中部和下部同时设置有监测点，能对公路边坡局部及整体的破坏判断提供更精确可靠的数据，为危险边坡的治理提供更合理的依据。所述装置安装简便、成本低廉，数据无需专业人员判读，可省去大量的人力及物力；此外，现场安装的报警装置，当边坡各监测点的变形量达到危险变形量的极限时，危险边坡公路地段的报警装置能提前对行车做出警示。

本发明所提出的边坡变形自动监测及预警装置，主要包括：钢铁支架、铁盒、光敏电阻、点光源、挡光尺、铁杆、电流无线传感器以及报警装置。

其中，所述钢铁支架固定在边坡监测点两侧的不动岩土体中；所述铁盒通过螺丝固定在钢铁支架的横向钢管上；所述光敏电阻和点光源分别固定在所述铁盒的两侧内壁上；所述挡光尺位于所述光敏电阻和点光源之间，且穿过所述铁盒的进出口，外与所述铁杆通过螺丝镶嵌固定连接；所述电流无线传感器通过数据线与所述光敏电阻连接安装在铁盒上部；所述报警装置安装在边坡底部的公路旁。

所述钢铁支架由固定在监测点两侧不动岩土体中的支撑钢管和连接两侧支撑钢管的横向钢管组成，各接口均焊接相连；所述钢铁支架的横向钢管上设有固定所述铁盒的螺孔。为使所述钢铁支架能更好地固定在边坡上不动，支撑钢管底部焊接有铁板并埋入不动岩土体深度大于10cm，且用水泥混泥土浇筑固定。

所述铁盒为封闭、不透光且耐腐蚀的不锈钢制铁盒，铁盒一侧设置有刚好能使所述挡光尺无阻碍自由转动和移动的进出口。所述光敏电阻为高灵敏光敏电阻；所述点光源为集中发射高亮度光线的点光源。所述光敏电阻和点光源分别固定在铁盒两侧内壁上，紧挨进出口一端，且分别与直流电源连接。

所述挡光尺是由透明坚硬的钢化玻璃制成，其上涂有一层颜料，使挡光尺的透明度随刻度逐渐变化；所述挡光尺一端开有圆孔，能嵌入到所述铁杆上端并穿入螺丝固定。

所述铁盒为坚硬笔直实心铁杆，下端为尖端方便插入土体，上端为断口，且断口两端开有螺孔，能刚好嵌入所述挡光尺和螺丝固定；所述铁杆垂直坡面插入土体中，入土深度大于2m，土体外部长度为0.5m，且所述铁杆顶部正对所述铁盒进出口，距离为0.5m。

边坡变形监测以所述铁杆为监测点，在边坡上部、中部和下部分别布置有监测点，并对各监测点编号，再安装监测装置；并在边坡底部公路旁安装有报警装置同时与边坡上的三个装置通过电线连接。

本发明的有益效果：本发明对公路边坡提供了一种自动化的位移监测技术。通过边坡岩土体位移带动插入土体的铁杆移动，从而使铁盒内挡光尺移动，挡光尺不同刻度处的透明度不同引起点光源透过挡光尺照射到光敏电阻上的光线强度发生变化，边坡土体的变形量以电流变化的形式通过电流无线传感器发送到监测站，通过监测站内实时的电流数据可计算边坡的变形量及变形速率。本发明可省去大量传统边坡监测的工作量，实现边坡变形的全天候自动记录，不受气候和天气的影响，对边坡的滑动趋势做出可靠的定量评价；并可拆卸重复利用，节约成本。通过安装报警装置可实现自动报警，在危险地段对行车提前做出警示。

附图说明

图1 为装置的主要结构示意图。

图2 为固定装置的钢铁支架结构示意图。

图3 为单组装置的安装结构示意图。

图4 为挡光尺示意图。

图5 为边坡整体的装置安装示意图。

具体实施方式