[发明专利]一种边坡深部连续位移监测装置和方法

说明书

本发明公开了一种边坡深部连续位移监测装置和方法，所述监测装置包括分布式光纤、BOTDR分布式光纤传感系统、多个测斜管和套管，分布式光纤设置于测斜管的内置光纤槽之内，分布式光纤与内置光纤槽之间的空间设置有粘结剂，以使分布式光纤的形状与测斜管的形状相互配合，分布式光纤利用BOTDR分布式光纤传感系统对边坡深部的连续位移进行监测。本发明提供的技术方案克服了现有技术的缺点，工艺和材料原理清晰可行，试验可操作性极强，埋设方便，施工速度快，成本低。本发明提供的技术方案可以直接计算出土体不同深度的水平位移，提前预测安全状态，为正确判断结构的安全提供准确可靠的依据，及时采取措施防止安全事故的发生。

技术领域

本发明涉及位移监测技术领域，尤其涉及一种边坡深部连续位移监测装置和方法。

背景技术

在边坡工程监测中，深部土体的水平位移是判断边坡安全最重要指标。随边坡开挖打破原平衡状态，支护结构和周围岩土体在外侧土压力作用下会发生水平变形。为了观测深层土体水平侧向位移，判断深部土体向临空面的位移和沿滑移面的深层位移，保证施工人员安全和结构的可靠性，岩土工程监测中常使用测斜管与测斜仪器。

传统的测斜仪器一般包括测斜探头、绞线和读数仪，测斜探头利用重力原理来分析，内部埋设重力加速度计，进而分析仪器的倾斜程度，绞线提供探头所在深度，读数仪采集和显示数据。测斜监测的流程主要包括安装测斜管、读取数据和数据处理。每个监测过程中均需利用绞线将测斜探头沿测斜管下降至一定深度，测量出测斜管不同深度的变形，然后对相应数据进行处理。

一般30m深度的测斜管监测需要工作2小时，监测方法费时费力，并且沿深度方向上监测数据不连续，易导致错失关键的变形层位。

发明内容

为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种边坡深部连续位移监测装置，包括分布式光纤、BOTDR分布式光纤传感系统、多个测斜管和套管，所述分布式光纤设置于所述测斜管的内置光纤槽之内，所述分布式光纤与所述内置光纤槽之间的空间设置有粘结剂，以使所述分布式光纤的形状与所述测斜管的形状相互配合，所述分布式光纤利用所述BOTDR分布式光纤传感系统对所述边坡深部的连续位移进行监测；

所述测斜管设置有两对内置光纤槽，每对内置光纤槽具有两个内置光纤槽，两个内置光纤槽在所述测斜管的纵截面上为U型结构，两对内置光纤槽在所述测斜管的横截面上相互垂直；

所述测斜管与所述测斜管之间使用套管进行连接，所述测斜管的外壁上设置有四个凸肋，四个所述凸肋与四个所述内置光纤槽分别对应设置，所述套管的内壁上设置有四个凹型导向滑槽，四个所述凸肋与四个所述凹型导向滑槽对应设置，所述凸肋与所述凹型导向滑槽相互配合，以使上下测斜管对齐。

可选的，所述内置光纤槽的横截面为正方形或者圆形，所述正方形的边长范围为4-6mm，所述圆形的直径范围为4-6mm。

可选的，所述测斜管的外直径范围为70-80mm，厚度为10-15mm，单节长度范围为3-5m，所述凸肋的高度范围为2-3mm。

可选的，所述套管的外直径范围为80-100mm，厚度范围为10-20mm，单节长度范围为200-400mm，所述凹型导向滑槽的深度范围为深2-3mm。

可选的，所述测斜管的构成材料包括聚氯乙烯或者塑料。

本发明还提供一种边坡深部连续位移监测方法，所述监测方法使用上述任一所述的监测装置，所述监测方法包括：

形成安装孔，所述安装孔的竖向轴线的垂直偏差小于5°；

组装所述监测装置的分布式光纤、测斜管和套管；

将组装之后的测斜管安装在所述安装孔之内，所述测斜管的管口与地面之间的高度范围为0.5-1m；

转动所述测斜管，直至所述测斜管的其中一对凸肋垂直于测量边坡面，另外一对凸肋平行于测量边坡面；