[发明专利]无线监测炭质岩边坡表面变形的测试设备及其应用方法

说明书

本发明公开了一种无线监测炭质岩边坡表面变形的测试设备及其应用方法，铝板的正反两面安装具有一定间距的应变片，应变片以半惠斯登电桥形式连接，消除温度对应变片测量的影响；在板的顶部设置双轴测斜仪，测试记录铝板在边坡变形过程中产生的倾斜角度；应变片与双轴测斜仪均与数据采集仪连接，快速记录与自动存储测试数据；将数据采集仪记录、存储的数据利用无线网络远程传输至监测站，通过应变片和铝板的变形计算与理论分析，最终获得边坡表面各监测点的变形情况。该测试技术对于炭质岩的变形监测具有安装操作简单、远程无线传输、测试结果精确度高、节约监测成本显著等优点。

技术领域

本发明属于岩土工程边坡监测技术领域，具体涉及一种用于无线监测炭质岩边坡表面变形的测试设备及其应用方法。

背景技术

边坡稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响，一直是岩土工程界关注的焦点问题。滑坡灾害频发，其中不乏大型滑坡灾害，造成了巨大的人员伤亡及财产损失，迄今为止，但凡有人类生产生活的地区，都发生过滑坡灾害，成为各种灾害中，频率高、损失大的灾害类型。边坡的稳定性对我国的公路、铁道、水利、土建、水运和矿山等建设工程影响极大。因此，为了保证各项建设工程的正常运行，必须对其边坡进行变形监测，以便掌握边坡移动变形及稳定性，必要时对边坡进行加固，以确保各项建设工程的安全。

边坡监测方法可分为两大类：内观法和外观法，工程建设中最长用的监测方法是内观法，内观法以最直观的物理量坡体变形作为主要的观测对象，内观法可探测坡体内部的变形分布，观测精度较高，资料规律性较好，易于实现自动化，故内观法发展较快，目前成为边坡监测中的主要手段。内观法是将测斜管、沉降盘、多点位移计和土压力盒等仪器埋入坡体内部，监测坡体在工程实施过程中的各种物理量的变化的方法。但测量精度低，时效性差。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供一种测试结果精确度高、时效性高的无线监测炭质岩边坡表面变形的测试设备及其应用方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种无线监测炭质岩边坡表面变形的测试设备，包括铝板、应变片、双轴测斜仪、数据记录器；所述铝板位于炭质岩边坡中；所述应变片位于所述铝板上；所述双轴测斜仪位于所述铝板的顶端；所述应变片、双轴测斜仪均分别与所述数据记录器连接。

优选地，所述炭质岩边坡中设有钻孔，所述钻孔直至炭质岩边坡下的基岩中；所述铝板位于钻孔中，铝板下部位于基岩中，其与基岩之间的孔隙通过水泥砂浆固定。

优选地，还包括加固板，所述加固板位于铝板的下方，通过螺栓与铝板固定。

优选地，还包括数据线，所述应变片、双轴测斜仪通过数据线与所述数据记录器连接。

本发明实施例还提供了一种无线监测炭质岩边坡表面变形的测试设备的应用方法，包括以下步骤：

(1)在待监测的炭质岩边坡确定监测点，向地下钻孔，钻孔的底部至基岩下，记录钻孔尺寸；

(2)根据钻孔的深度确定铝板长度，在铝板底部用螺栓固定加固板，在铝板的上部两面均间隔安装应变片，在铝板顶部安装双轴测斜仪，分别将应变片、双轴测斜仪连接数据记录器；

(3)将铝板置于钻孔内，铝板底部位于基岩中，采用水泥砂浆固定铝板下部与基岩间的空隙，铝板上部与炭质岩边坡间的空隙采用炭质岩填充；

(4)沿铝板上的应变片及双轴测斜仪以一定的频率采集数据，数据传输至数据记录器中存储，并传输至远程监测站进行数据的变形计算与理论分析，获得边坡表面各监测点的变形情况。