專利名稱：一種測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及滑坡災害監測及滑坡災害提前預報領域，尤其涉及一種測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法和裝置。
背景技術：
斜坡失穩位移預警系統，是預報滑坡失穩可行的方法之一。該系統在需要測量的地方，將位移傳感器安裝固定，觀察斜坡上最小點數的底土的特征，然后，將這些數據用無線網絡傳送出去。危險地帶的居民可以使用它預防斜坡失穩帶來的風險。然而，針對一些類型的滑坡，如牽引式滑坡、巖質滑坡，該類滑坡的局部位移變化并不明顯，甚至位移傳感器無法捕捉到該處的位移變化，因此使用傳統的位移監測手段并不能有效的監控滑體的變化。

發明內容
針對傳統的滑坡監測設備無法有效監測各種類型的滑坡，本發明提供了一種能夠掌握了解位移變化相對較小的滑坡(如牽引式滑坡、巖質滑坡等)變化情況的方法和裝置，該方法和裝置是測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向，能夠有效對如牽引式滑坡、巖質滑坡進行有效的定性定量分析。為了解決上述問題，本發明提供一種測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置，包括傾角傳感器，角度傳感器和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒；所述角度傳感器為圓柱形，其主軸上安裝有偏心鉛擺，所述角度傳感器安裝在所述圓筒內的上部，用于測量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器為圓柱形，安裝在所述圓筒內的底部，用于測量滑坡表面傾斜的角度變化。優選地，上述裝置還具有以下特點所述適配加工件還包括錐狀實體鋼件，所述錐狀實體鋼件安裝在所述圓筒的底部。優選地，上述裝置還具有以下特點所述傾角傳感器和角度傳感器的主體均密封在所述圓筒內，僅引出數據線至所述圓筒外部。優選地，上述裝置還具有以下特點所述圓筒包括上部分圓筒、下部分圓筒、上下部分連接件和上密封蓋，其中上下部分連接件連接所述上部分圓筒和下部分圓筒，上密封蓋安裝在上部分圓筒之上。優選地，上述裝置還具有以下特點所述傾角傳感器對X軸的旋轉傾斜進行測量，測量范圍為-30° +30°。優選地，上述裝置還具有以下特點所述圓筒的管壁上標有X軸的方向。優選地，上述裝置還具有以下特點
所述角度傳感器為非接觸式傳感器，其測量范圍為-360° +360°。為了解決上述問題，本發明提供一種測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法，包括步驟1，將所述裝置放置于淺層土體40cm下，引出傾角傳感器和角度傳感器的數據線；步驟2，保持所述裝置垂直的情況下，回填所述裝置底部的土體，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的初始值；步驟3，將設備完全掩埋，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的數據。優選地，上述方法還具有以下特點在步驟I中，根據所述圓筒的管壁上標有的X軸的方向，將X軸指向預估計的滑坡主滑移方向。本發明通過角度傳感器測量滑坡主滑方向，通過滑坡表面傾斜的角度變化，能夠對由上而下進行的滑坡類型進行有效監控。另外，本發明的裝置造價相對低廉，也無需對斜坡進行深鉆孔，操作方便，具有較強的實用價值。


圖I是本發明實施例的測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置示意圖，其中I—傾角傳感器，2—角度傳感器，3—圓筒，4一錐狀實體鋼件，5—數據線，11—傾角傳感器的偏心鉛擺，21—角度傳感器主軸，22—角度傳感器的偏心鉛擺，31—上部分圓筒，32—下部分圓筒，33—上下部分連接件，34—上密封蓋，35—垂直水準珠。
具體實施例方式下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。針對均勻松散砂巖的斜坡，測量沿斜坡表面的滑動位移對引發坡角失穩是敏感的有效的，而在斜坡表面測量滑坡旋轉傾斜則對于監測斜坡上方逐步失穩的趨勢是行之有效的辦法。如牽引式滑坡，坡腳的變形破壞相對于斜坡上方的變形破壞是明顯的，斜坡后緣的變形破壞采用位移監測的方式是不明顯的，采用傾角傳感器測量表層旋轉傾斜是非常有效的辦法。滑坡在進行的過程中不僅坡體會產生上下的滑移挫動，在水平方向也會有左右的角度變化(即滑坡滑動方向的改變)。如圖I所述，本發明實施例的測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置包括傾角傳感器I，角度傳感器2和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒3 ;所述角度傳感器2為圓柱形，其主軸21上安裝有偏心鉛擺22，所述角度傳感器2安裝在所述圓筒內的上部，用于測量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器I為圓柱形，安裝在所述圓筒內的底部，用于測量滑坡表面傾斜的角度變化。另外，所述適配加工件還包括錐狀實體鋼件4，所述錐狀實體鋼件4安裝在所述圓筒3的底部。傾角傳感器I采用單向測量，即只對X軸的旋轉傾斜進行測量，測量范圍為-30° +30°，使用精度為千分之一，傾角傳感器制作成圓柱形且在圓柱體上標注傳感器的測量軸線，且由于其內部設置有偏心鉛擺11，所以有重心旋轉功能，即傳感器測量的傾斜方向始終與被測滑體的滑動方向一致。角度傳感器2為非接觸式傳感器，其測量范圍為-360° +360°，該傳感器可實現正反向旋轉，測量精度為千分之一，該傳感器作用是測量滑坡滑動方向的改變，也將傳感器制作成圓柱形，圓柱頂部中心有一個旋轉軸(主軸21)且連接鉛擺22，角度傳感器2外圓尺寸和傾角傳感器I的外圓尺寸相同。適配加工件主體為圓管3，圓筒包括上部分圓筒31、下部分圓筒32、上下部分連接件33和上密封蓋34，其中上下部分連接件33連接所述上部分圓筒31和下部分圓筒32，上密封蓋34安裝在上部分圓筒31之上。在上密封蓋34上設置有垂直水準珠35，用于在安裝時檢查安裝得是否垂直。將圓柱狀的傾角傳感器I固定在圓管3底部，在傾角傳感器I固定完成后在圓管3底部加裝錐狀實體鋼件4。上部分圓筒31用來安裝角度傳感器2，角度傳感器2在安裝前，在角度傳感器主軸21上安裝鉛擺22，由于角度傳感器是非接觸式傳感器，所以傳感器主軸21旋轉受到的摩擦力幾乎為零，當滑移方向改變的時候能夠通過鉛擺22重力的作用很精確的測量出滑移方向。安裝完成角度傳感器2后將上部分圓筒31和下部分圓筒32通過上下部分連接件33和上密封蓋34密封，角度傳感器2和傾角傳感器I的數據線5通過一根數據總線從圓管3的中部引出，引出數據線5后將數據線端口密封，保證整個測量裝置的封裝達到IP68。測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法包括如下步驟步驟1，將所述裝置放置于淺層土體40cm下(約40cm)，引出傾角傳感器和角度傳感器的數據線；其中，適配加工件圓管3管壁上標有X軸(與傾角傳感器X軸相同)，將X軸指向預估計的滑坡主滑移方向；步驟2，保持所述裝置垂直的情況下，將數據總線引出，回填所述裝置底部的土體，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的初始值，做為以后校對的基本參數；步驟3，將設備完全掩埋，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的數據?；掳l生滑移的時候，表層土體會出現旋轉傾斜，這時候傾角傳感器I就能夠捕捉到該數據，當滑坡的主要滑移方向改變時，角度傳感器的鉛擺22在重力的作用下會發生變化，帶動角度傳感器的主軸21產生選裝，從而根據初始數值計算出角度的偏移數據。傾角傳感器I的內部設計有與主滑方向同軸線的內部鉛擺11，當角度傳感器的鉛擺22發生改變的同時傾角傳感器的內部鉛擺11也發生同樣的變化，因此傾角傳感器I的測量值始終是主滑方向上的傾斜值。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的裝置，其特征在于，包括傾角傳感器，角度傳感器和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒；所述角度傳感器為圓柱形，其主軸上安裝有偏心鉛擺，所述角度傳感器安裝在所述圓筒內的上部，用于測量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器為圓柱形，安裝在所述圓筒內的底部，用于測量滑坡表面傾斜的角度變化。
2.如權利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述適配加工件還包括錐狀實體鋼件，所述錐狀實體鋼件安裝在所述圓筒的底部。
3.如權利要求I或2所述的裝置，其特征在于， 所述傾角傳感器和角度傳感器的主體均密封在所述圓筒內，僅引出數據線至所述圓筒外部。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于， 所述圓筒包括上部分圓筒、下部分圓筒、上下部分連接件和上密封蓋，其中上下部分連接件連接所述上部分圓筒和下部分圓筒，上密封蓋安裝在上部分圓筒之上。
5.如權利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述傾角傳感器對X軸的旋轉傾斜進行測量，測量范圍為-30° +30°，測量精度為千分之一度。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于， 所述圓筒的管壁上標有X軸的方向。
7.如權利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述角度傳感器為非接觸式傳感器，其測量范圍為-360° +360°。
8.一種使用如權利要求I所述的裝置測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法，其特征在于，包括 步驟1，將所述裝置放置于淺層土體40cm下，引出傾角傳感器和角度傳感器的數據線；步驟2，保持所述裝置垂直的情況下，回填所述裝置底部的土體，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的初始值； 步驟3，將設備完全掩埋，采集記錄傾角傳感器和角度傳感器的數據。
9.如權利要求I所述的方法，其特征在于， 在步驟I中，根據所述圓筒的管壁上標有的X軸的方向，將X軸指向預估計的滑坡主滑移方向。
全文摘要
本發明公開一種測量滑坡表面傾斜及滑坡主滑方向的方法和裝置，其中，所述裝置包括傾角傳感器，角度傳感器和適配加工件，所述適配加工件包括圓筒；所述角度傳感器為圓柱形，其主軸上安裝有偏心鉛擺，所述角度傳感器安裝在所述圓筒內的上部，用于測量滑坡主滑方向的角度變化；所述傾角傳感器為圓柱形，安裝在所述圓筒內的底部，用于測量滑坡表面傾斜的角度變化。本發明通過角度傳感器測量滑坡主滑方向，通過滑坡表面傾斜的角度變化，能夠對一些類型的滑坡(如牽引式滑坡、巖質滑坡)，進行有效監控。另外，本發明的裝置造價相對低廉，也無需對斜坡進行深鉆孔，操作方便，具有較強的實用價值。
文檔編號G01P13/02GK102980559SQ201210461608
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者侯岳峰, 李世海, 劉曉宇, 范永波, 孟達, 呂祥鋒, 李吉慶 申請人:中國科學院力學研究所