[发明专利]一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统及方法

权利要求书

1.一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统，包括多组测量装置和数据采集仪(1)，其特征在于：每组测量装置均包括支撑管(2)、至少两个锚固模组(3)、传动模组(4)和倾斜测量模组(5)；

每个锚固模组(3)包括吊管(31)，所述支撑管(2)设有贯穿孔，所述吊管(31)固定连接在贯穿孔内，吊管(31)下端设有锚固杆(32)，所述锚固杆(32)包括圆柱形铰(321)，所述圆柱形铰(321)转动连接在吊管(31)下端，所述圆柱形铰(321)一侧固定连接伸缩杆(322)；

传动模组(4)包括铰接球(41)，所述铰接球(41)固定连接在支撑管(2)内壁上，所述铰接球(41)上侧和下侧分别固定连接碳纤维固定装置(42)，所述碳纤维固定装置(42)内部固定连接第一传感构件(43)；

倾斜测量模组(5)包括支撑杆(51)，所述支撑杆(51)固定连接在支撑管(2)内壁上，所述支撑杆(51)端头固定连接梁式传感构件(52)，所述梁式传感构件(52)下端铰接连接重物(53)；

所述第一传感构件(43)及梁式传感构件(52)内部均装有Flex弯曲传感器(6)，相邻两个测量装置的Flex弯曲传感器(6)通过信号缆(7)串联，信号缆(7)上端与数据采集仪(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统，其特征在于：所述数据采集仪(1)内部设有锂电池。

3.根据权利要求1所述的一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统，其特征在于：碳纤维固定装置(42)的形状为长方体。

4.根据权利要求1所述的一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统，其特征在于：所述信号缆(7)包括内部的裸光纤和外部的PVC包裹层。

5.根据权利要求1所述的一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统，其特征在于：所述Flex弯曲传感器(6)为矩形条状结构。

6.根据权利要求1所述的一种注浆锚固分层倾斜与沉降监测系统，其特征在于：所述吊管(31)下端固定连接驱动电机(311)，所述驱动电机(311)的主轴端头固定连接驱动齿轮(312)，所述圆柱形铰(321)外侧固定连接外齿环(313)，所述外齿环(313)与驱动齿轮(312)相啮合，所述伸缩杆(322)包括固定管(3221)，所述固定管(3221)与圆柱形铰(321)固定连接并连通，所述固定管(3221)内滑动连接伸缩内管(3222)，所述固定管(3221)一侧固定连接电动推杆，所述电动推杆与伸缩内管(3222)固定连接。

7.一种土层倾斜与沉降监测方法，采用权利要求1至6任意一项所述的监测系统，其特征在于：包括以下操作步骤：

步骤一，在待测区域钻一个监测孔(10)，监测孔(10)的内壁对应钻取多个钻孔，钻孔内放置套管(20)，将多组测量装置放入监测孔(10)内， 其中Flex弯曲传感器(6)与信号缆(7)串联，接入位于地面的数据采集仪(1)，数据采集仪(1)通过5G数据传输终端传输至云端分析平台分析；

步骤二，打开操作开关，两侧锚固杆(32)升起并通过伸缩杆(322)伸入套管(20)内进行灌浆锚固；当土体发生沉降时，两侧的锚固杆(32)带动上层锚固模组(3)下沉，与上层锚固模组(3)相连的传动模组(4)的第一传感构件(43)也进行下沉，导致上下的第一传感构件(43)的角度之间发生变化，Flex弯曲传感器(6)得到变化的角度，并将数据传输回5G数据传输终端，结合三角形内部角与边的关系可推算出上下锚固模组(3)之间的土体沉降；

步骤三，土体发生倾斜时，锚固模组(3)倾斜，导致倾斜测量模组(5)的梁式传感构件(52)倾斜与下侧的重物(53)产生一定的角度，Flex弯曲传感器(6)得到变化的角度，即可测量出与锚固装置相连的土体的倾斜角度。

8.根据权利要求7所述的一种土层倾斜与沉降监测方法，其特征在于：所述套管(20)为金属管，所述套管(20)外侧均匀分布镂空孔。