[发明专利]空间位移计及孔洞位移测量方法

说明书

本发明公开了一种空间位移计及孔洞位移测量方法，基于地球固有物理矢量场传感器进行空间位移的测量，以空间位移计所在空间的初始姿态作为位移监测基准姿态，进行不同高程、断面的空间位移监测。每个测点自成体系且统一以地球固有物理矢量场北方向为基准，故具有等精度、统一坐标系观测不同高程测点三维空间位移的优势。

技术领域

本发明涉及边坡安全监测领域，特别是一种空间位移计及孔洞位移测量方法。

背景技术

针对滑坡的形成与发生机理，边坡安全监测的重点是监测其表面与深部位移，深部位移监测旨在明确边坡的变形深度、变形深度内的位移以及可能的剪切位移时序发展特征。当前边坡深部位移人工监测方法有滑动式测斜孔，自动监测方法有固定式测斜仪及柔性测斜仪等，上述监测方法与设备测得的位移方向不准确，且在遇到大剪切位移时不能继续观测。滑动式测斜孔测得的位移方向是基于测斜管凹槽轨道固定的方向，实际上凹槽轨道方向是变化的，故所测位移数据失真，遇过大剪切位移时测斜管因为位移错动破坏导致不能继续观测；固定式测斜仪与柔性测斜仪测得位移方向采用保护管导轨给定的初始方向为基准计算，由于位移变化致初始方向动态改变，致实测位移方向不能真实反映变形方向，遇过大剪切位移时自动观测仪器间连接电缆、连接杆的拉断导致不能继续观测。故上述边坡深部位移监测技术不能适应深部位移长期监测、也不能准确反映深部位移的变化状况。

边坡安全监测的重点是监测其表面与深部位移，深部位移主要的监测手段包括：滑动式测斜仪、固定式测斜仪、柔性测斜仪等，测斜仪只能基于孔内测斜管或保护管固定的轨道方向进行测量，而轨道方向实际上是变化的，故所观测位移数据不能真实、准确反映深部位移的方向，同时，上述观测方法在仪器遇深部滑带有过大剪切位移时，将导致测斜管或设备拉断不能继续观测。近年来基于测斜仪不能实时测得位移的真实方向问题，提出了在测斜仪上加装方向监测仪器的解决办法来解决深部位移及其真实方向问题，但需要同时采用倾斜方向与倾角二类观测仪器进行联合观测。

CN210105845U公开了一种电子测斜仪，该测斜仪可以测量三维重力加速度和测量磁场方向及强度。然而，该专利并未说明如何利用该电子测斜仪进行空间位移测量，以更加准确、形象地反映边坡深部的位移情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种空间位移计及孔洞位移测量方法，确保观测位移数据能真实、准确反映深部位移的方向。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种空间位移计，包括：

保护管；

多个在所述保护管内沿所述保护管轴向设置的矢量场传感器；

所述矢量场传感器包括Z向探头、X向探头和Y向探头；

所述Z向探头、X向探头和Y向探头两两垂直；

所述Z向探头与所述保护管轴向平行；

相邻的两个矢量场传感器Z向探头互相连接，X向探头互相连接，Y向探头互相连接。

本发明的空间位移计无需在测斜仪上加装方向监测仪器，采用矢量场传感器即可实现位移监测，结构简单，本发明的矢量场传感器包括Z向探头、X向探头和Y向探头，因此所观测位移数据能真实、准确反映深部位移的方向。

为了进一步保护空间位移计，所述保护管底端设置于底座上。本发明的位移计采用铝合金保护管，更加轻便，测孔中安装不需要固定导槽，安装更加简单。

本发明中，所述底座可以是橡胶底座。

相邻两个的矢量场传感器通过连接头电连接。便于扩展空间位移计内的矢量场传感器数量。

相邻两个的矢量场传感器通过电缆连接，且所述电缆长度大于两个矢量场传感器的距离。本发明在测点之间预留变形需求电缆(电缆长度大于两个矢量场传感器的距离)，因此，埋设后不会受深部错动位移拉断仪器电缆而影响观测效果。