【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及位移測量，特別是指一種多點串聯式邊坡位移自動監測裝置及方法。
技術介紹
1、滑坡作為典型的地質災害之一，其具有成因復雜、類型繁多、隱蔽性、突發性等特征，一旦發生，難以及時規避，一直是災害防治的一大難題，科學準確預測預報邊坡巖體失穩是巖土工程中急需突破的關鍵科學問題之一。邊坡災害發生的過程包括滑坡體的萌生、發展與失穩，這一過程中伴隨著大量的可探測信息，如地表沉降與傾斜、深部位移、微震等，但由于在邊坡巖土體位移監測領域，無法準確預判災害發生位置，往往需要布設大量測點，并采用單點人工監測的方案，導致人力、物力的消耗巨大，監測項目造價的居高不下造成因測點分布不足帶來監測數據片面以及時效性低等問題，難以達到預測預報效果。
2、傳統的邊坡測量技術主要包括基于衛星遙感的地表位移監測技術和傾角測斜的深部位移測量技術。衛星遙感技術需滿足良好的通視條件，監測精度受雨天、霧氣等影響，且滑坡災害往往發生在強降雨地區，其監測精度大打折扣；現有的傾角測斜技術中，滑動式測斜探頭在進行邊坡位移測量時需人工拉動探頭每隔一定的距離停留一次，進行一次讀數，同一時間僅能進行一個深度及一個方向的讀數，一方面存在耗時、耗力、效率低及周期長等問題，另一方面無法滿足實時監測與位移數據同步生成的需求。如果將多個探頭放置在孔中又存在每個探頭均需一根電纜線通到孔口，有限的導軌管空間限制了探頭的分布數量，降低了測量精度；且一旦出現故障則無法取出維修，不能重復利用，增加了使用成本。
技術實現思路
1、為了解決現有
2、本專利技術實施例提供的技術方案如下：
3、第一方面：
4、本專利技術實施例提供的一種多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，包括：傾斜角度測量單元、串聯鉸鏈、導軌管、固定環、孔口支架、重力式伸縮變形計、通訊線路、rs485數據交互模塊、測站電臺、4g模塊以及pc端監測系統；
5、所述傾斜角度測量單元放置在所述導軌管內，通過所述串聯鉸鏈將所述傾斜角度測量單元串聯，并通過所述孔口支架將所述傾斜角度測量單元的頂端懸吊在孔口；
6、所述導軌管安裝在巖土體測孔內并作為所述傾斜角度測量單元的移動軌道；
7、所述重力式伸縮變形計與最下端的所述傾斜角度測量單元鉸接；
8、所述通訊線路將每個所述傾斜角度測量單元的線路并聯；
9、所述rs485數據交互模塊在孔口接收通訊線路的數據；
10、所述測站電臺通過無線方式控制一個區域的多個所述rs485數據交互模塊，并接收多個所述rs485數據交互模塊的數據；
11、所述4g模塊將所述測站電臺的數據上傳至互聯網；
12、所述pc端監測系統接收互聯網中每個所述測站電臺的各個測孔內所述傾斜角度測量單元的角度數據，并將所述角度數據實時轉換為位移數據。
13、第二方面：
14、本專利技術實施例提供的一種多點串聯式邊坡位移自動監測方法，利用第一方面中的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，監測方法包括：
15、s1：將導軌管放入現場鉆孔中，并采用填充材料充滿導軌管與孔壁間隙，待凝固后約24小時準備進行下一步操作；
16、s2：將重力式伸縮變形計安裝在第一個傾斜角度測量單元底部，并將其線路連接至通訊線路，將剩下的傾斜角度測量單元依次采用串聯鉸鏈串聯起來，并將每個傾斜角度測量單元的線路并聯在通訊線路；待串聯完成后，將頂部的傾斜角度測量單元連接在孔口支架中的固定環；
17、s3：將連接完成的串聯裝置放入導軌管，并將孔口支架固定在孔口，通過調節長螺桿將整個串聯裝置調至合適的位置，即重力式伸縮變形計的示數在量程一半處，并采用指南針定位并記錄傳感器的x和y方向；
18、s4：在孔口布置rs485數據交互模塊，并將通訊線路接入接線柱，用防水雨罩包裝以防雨水進入；
19、s5：在周邊5公里范圍的室內布置測站電臺，采用rs485轉usb模塊將其連接至電腦，打開串口軟件進行讀數調試；
20、s6：將4g模塊連接至測站電臺，完成數據的入網；
21、s7：打開pc端監測系統開始讀取數據，并將第一次讀取的數據作為基準進行歸零操作，將接收到的角度數據實時轉換為x方向位移數據和y方向位移數據；
22、s8：將所述重力式伸縮變形計的位移數據轉換為z方向位移數據。
23、本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：
24、在本專利技術中，多點串聯式邊坡位移自動監測裝置實現了同一測孔中多個點位傾角數據的自動化采集與傳輸，并在孔底設計了重力式伸縮變形計實現了豎向位移的同步監測，構建了水平與豎直位移場的一體化監測體系；監測方法能夠識別各個測量單元，并對所有測量單元發送指令并接收數據，實現了多個測孔數據的保存與分析以及位移曲線的實時生成，自動化監測提高了監測效率，降低了監測成本；各個傾斜角度測量單元可在現場自由組裝為任意長度，并從導軌管取出后重復使用，解決了人工單點多次測量耗時、數據波動大、無法實時連續監測等問題，以及現有探頭存在的不能自動化監測、數據不連續、不能現場靈活拼接為任意長度等缺點，可廣泛應用于邊坡工程巖體失穩過程監測與預警。
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1.一種多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，包括：傾斜角度測量單元、串聯鉸鏈、導軌管、固定環、孔口支架、重力式伸縮變形計、通訊線路、RS485數據交互模塊、測站電臺、4G模塊以及PC端監測系統；
2.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述傾斜角度測量單元用于監測所述導軌管的角度變化，所述傾斜角度測量單元具有唯一的IP地址。
3.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述傾斜角度測量單元包括傾角傳感器和骨架；
4.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述固定環通過所述串聯鉸鏈與最上端的一個所述傾斜角度測量單元連接，所述固定環與所述孔口支架連接，所述孔口支架與固定在孔口土體中的混凝土塊連接，所述孔口支架設有骨架螺絲桿，所述骨架螺絲桿用于上下調節所述傾斜角度測量單元的豎向位置，所述傾斜角度測量單元安裝完成后與所述骨架螺絲桿一體。
5.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述導軌管與鉆孔孔壁之間的間隙采用水泥土漿液填充，所
6.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述重力式伸縮變形計與最下方的所述傾斜角度測量單元鉸接；
7.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述通訊線路與每個所述傾斜角度測量單元長度相同；所述通訊線路采用防水航插接頭對接；所述通訊線路與每個所述傾斜角度測量單元一起拆卸；所述通訊線路為線路總線；所述通訊線路從多個所述傾斜角度測量單元的側面穿過，將每個所述傾斜角度測量單元的線路并聯在所述通訊線路中；所述通訊線路在孔口連接所述RS485數據交互模塊；
8.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述PC端監測系統接收互聯網中每個測站的各個測孔內的所述傾斜角度測量單元的角度數據；所述PC端監測系統將接收到的角度數據實時轉換為位移數據，并繪制位移變化曲線；所述PC端監測系統支持一對多發送指令，所述一對多發送指令包括：一次性對所有所述傾斜角度測量單元發送指令并接收返回的數據，所述PC端監測系統支持自動化在線實時采集數據；
9.一種多點串聯式邊坡位移自動監測方法，其特征在于，包括權利要求1至8中任一項所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，監測方法包括：
10.根據權利要求9所述的多點串聯式邊坡位移自動監測方法，其特征在于，在所述S8之后，還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，包括：傾斜角度測量單元、串聯鉸鏈、導軌管、固定環、孔口支架、重力式伸縮變形計、通訊線路、rs485數據交互模塊、測站電臺、4g模塊以及pc端監測系統；
2.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述傾斜角度測量單元用于監測所述導軌管的角度變化，所述傾斜角度測量單元具有唯一的ip地址。
3.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述傾斜角度測量單元包括傾角傳感器和骨架；
4.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述固定環通過所述串聯鉸鏈與最上端的一個所述傾斜角度測量單元連接，所述固定環與所述孔口支架連接，所述孔口支架與固定在孔口土體中的混凝土塊連接，所述孔口支架設有骨架螺絲桿，所述骨架螺絲桿用于上下調節所述傾斜角度測量單元的豎向位置，所述傾斜角度測量單元安裝完成后與所述骨架螺絲桿一體。
5.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自動監測裝置，其特征在于，所述導軌管與鉆孔孔壁之間的間隙采用水泥土漿液填充，所述導軌管的外側包裹有光滑薄膜，所述光滑薄膜用于使所述導軌管在水泥土間豎向滑動。
6.根據權利要求1所述的多點串聯式邊坡位移自...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧波，汪斌，劉小紅，朱杰兵，金志豪，徐棟棟，朱瑜劼，郭紫錦，胡偉，吳勇進，
申請(專利權)人：長江水利委員會長江科學院，
類型：發明
國別省市：
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