[发明专利]基于平板的滑坡体表面位移监测方法及装置

权利要求书

1.一种基于平板的滑坡体表面位移监测方法，其特征是：在滑坡体轴线所在的垂直截面或者平行于滑坡体轴线所在的垂直截面的地表上建立监测点监测墩，使监测墩随着滑坡体移动而移动，监测墩顶部水平且安装倾斜反射平板和垂直反射平板，倾斜反射平板与水平面夹角为α，在监测墩上安装倾角传感器，能够自动监测平板倾角发生的变化；在滑坡体轴线上方的固定体上安装设备基座和机架，在机架上安装激光位移传感器，使其正对垂直反射平板，能够实时监测垂直反射平板的水平位移；再在滑坡体轴线更高上方的固定体安装另外的基座和机架，在该机架上安装激光位移传感器，使其正对倾斜反射平板，实时监测倾斜反射平板的位移，并在安装时测定该激光传感器与水平方向夹角β，β与α互为补角；激光位移传感器、倾角传感器分别与控制器相连，实现信息自动采集和传输，根据位移和倾角的变化判断滑坡体的运动方位和速度。

2.根据权利要求1所述的基于平板的滑坡体表面位移监测方法，其特征是：需要监测侧向位移时，在基座上安装侧向反射平板，侧向反射平板与滑坡体轴线平行，在滑坡体一侧固定体上设置基座和机架，在机架上安装激光位移传感器，使其正对侧向反射平板，并测定激光位移传感器与水平夹角Φ。

3.根据权利要求1所述的基于平板的滑坡体表面位移监测方法，其特征是：

设监测时段初和时段末，倾角传感器监测水平倾角分别为α₀和α₁，垂直反射平板的水平位移分别为κ₀和κ₁，倾斜反射平板位移分别为d₀和d₁，以时段初倾斜反射平板上的激光光斑为原点，以滑坡体轴线水平方向为x 轴，以垂直方向为y轴，以垂直于x轴、y轴方向为z轴，建立三维坐标系；在滑坡体沿着滑坡轴线监测方向上位移为d, 监测点水平位移为d_x,垂直位移为d_y，侧向位移为d_z;

在x轴、y轴组成的平面坐标系中，当α₀=α₁时，倾斜反射平板做平行移动，激光光斑从原点出发，在倾斜反射平板上沿着直线从下向上移动，至时段末，激光光斑位于B（x₁,y₁）,时段初的激光光斑所在位置点移动至A(x₀,y₀),

（1）在滑坡轴线上，倾斜监测方向上的滑坡位移为:

d= d₁- d₀

（2）监测点水平方向位移为:

d_x= κ₁-κ₀

（3）垂向位移计算:

x₁= dcosβ

x₀= d_x

y₁= dsinβ

tg（π/2-β）=( y₀- y₁) /( x₀- x₁)

y₀= y₁+( x₀- x₁) tg（π/2-β）

y₀= dsinβ+( d_x - dcosβ) tg（π/2-β）

即d_y= dsinβ+( d_x - dcosβ) tg（π/2-β）

(4)侧向位移计算：

在z轴、y轴组成的平面坐标系中，在侧向反射平板上，激光光斑沿着直线从下向上移动，至时段末，激光光斑位于B（z₁,y₁）,时段初的激光光斑所在位置点移动至A(z₀,y₀),那么:

设侧向相邻2次测距差为dd，则:

z₁= ddcosΦ

y₁= ddsinΦ，或者y₁= dsinβ

tg（π/2-Φ）=( y₀- y₁) /( z₀- z₁)

z₀- z₁= ( y₀- y₁) / tg（π/2-Φ）

z₀= ( y₀- y₁) / tg（π/2-Φ）+ z₁

即 d_z= (d_y - ddsinΦ) / tg（π/2-Φ）+ ddcosΦ

在通常情况下，滑坡体微小形变可以近似于平行移动，滑坡体沿着滑坡轴线向下移动，只需要监测监测点垂直方向、水平方向位移，可不设侧向反射平板和侧向监测设施设备，监测数据能够足以满足滑坡体表面相对位移监测需求;

当滑坡体水平倾角发生变化时，记录变化过程，用于辅助分析滑坡体变形强度和不稳定性,同时根据倾角的变化，可以调整倾斜反射平板和垂直反射平板的角度，使其仍处于原始状态，保持位移监测的一致性。