一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网及监测方法与流程

本发明涉及一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网及监测方法。在需要进行监测的边坡坡面或坡肩设置北斗卫星定位接收节点，在相邻两个北斗卫星定位接收节点之间用应力应变监测连杆进行连接，每个北斗卫星定位接收节点都可以跟自身周围的六个其他节点相连接，在监测坡面形成组网。当边坡有滑动趋势或者产生裂缝变形时，可以通过北斗卫星定位接收节点确定整个坡面的大致变形方向，然后根据连杆上的应力应变传感器数据，获得滑动变形或裂缝产生的具体部位，为边坡加固和滑坡预警提供决策数据。本发明采用无人值守的工作形式，所有数据均通过无线传输，在室内定期接收相关数据即可进行分析，减少了人员在野外危险区域逗留的时间。本发明采用北斗定位导航初步监测滑坡发生的趋势，再通过精细传感器确定滑坡危险位置和薄弱区域，为滑坡预警和工程抗滑处置提供必要的数据支撑。属于边坡工程、岩土工程等技术领域。

背景技术：

边坡稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响，一直是岩土工程界关注的焦点问题。随着国民经济的快速发展，人类的工程活动必然越来越频繁，规模也越来越大。同时，由于工程场地的可选余地正在减少，工程设计在一定程度上将面临更加复杂的地质条件。因此，在进行边坡设计时需要更多的考虑边坡的地质条件对其稳定性的影响及其变化趋势。长期以来，工程地质界、岩土力学界对边坡稳定性进行了大量的研究工作，但至今仍难以找到准确评价的理论和方法。比较有效地处理这类问题的方法，就是理论分析、专家群体经验知识和监测控制系统相结合的综合集成的理论和方法。可见边坡监测与反馈分析是边坡工程中的一个重要环节。同时，为了使监测与反馈符合岩土工程动态优化设计和信息化施工的要求，需要建立监测信息快速反馈分析技术。因此本发明针对边坡监测信息快速获取与传递分析，提出了北斗卫星定位外加应力应变传感器组网监测的监测仪器及组网方法，能够快速获取边坡的变形信息与稳定情况，为快速预警与反馈分析提供了及时的数据支撑。

技术实现要素：

本发明提出一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网及监测方法。该连杆监测网由两个主要部件构成：北斗卫星定位接收节点、应力应变监测连杆。其中北斗卫星定位接收节点主要包含北斗卫星信号接收模块和六孔连杆连接盘，应力应变监测连杆杆体上装有拉压应力传感器和应变传感器。在需要进行监测的边坡坡面或坡肩设置北斗卫星定位接收节点，在相邻两个北斗卫星定位接收节点之间用应力应变监测连杆进行连接，每个北斗卫星定位接收节点都可以跟自身周围的六个其他节点相连接，在监测坡面形成组网。在需要进行监测的边坡坡面或坡肩设置北斗卫星定位接收节点，在相邻两个北斗卫星定位接收节点之间用应力应变监测连杆进行连接，每个北斗卫星定位接收节点都可以跟自身周围的六个其他节点相连接，在监测坡面形成组网。当边坡有滑动趋势或者产生裂缝变形时，可以通过北斗卫星定位接收节点确定整个坡面的大致变形方向，然后根据连杆上的应力应变传感器数据，获得滑动变形或裂缝产生的具体部位，为边坡加固和滑坡预警提供决策数据。

本发明的解决方案

本发明提出一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网，其整体结构包含2个部分：1)北斗卫星定位接收节点、2)应力应变监测连杆。

其中1)北斗卫星定位接收节点由北斗卫星定位接收器、六孔连杆连接盘、固定地锚组成，北斗卫星定位接收节点通过北斗卫星定位接收器接收北斗卫星的信号，实时确定位置信息，并通过无线数据发送功能发送到远端数据采集点，六孔连杆连接盘用来连接应力应变监测连杆，六孔连杆连接盘上的圆孔用来对接应力应变监测连杆的插销弯头，在六孔连杆连接盘下方是固定地锚，固定地锚是长尖形圆锥棒，可以插到边坡的坡面或者坡肩的土体中，将北斗卫星定位接收节点固定在监测位置上；

其中2)应力应变监测连杆是两端带有插销弯头的棒状结构，应力应变监测连杆的杆体上设有应力传感器和应变传感器，均带有无线数据传输功能，应力应变监测连杆通过插销弯头连接在北斗卫星定位接收节点的六孔连杆连接盘上的圆孔中，插销弯头可以卡锁在圆孔中，卡锁后不能拔出但是可以绕圆孔自由转动；

如前所述的一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网的监测方法：

1)、将北斗卫星定位接收节点按照设计布点的要求进行安置，将固定地锚插入到预定位置，确保北斗卫星定位接收节点按照六边形顶点进行布置；

2)、将应力应变监测连杆两端的插销弯头分别卡锁进两个北斗卫星定位接收节点上的六孔连杆连接盘上的圆孔中，按照此方式连接所有的应力应变监测连杆与北斗卫星定位接收节点，形成监测网络；

3)、开启所有北斗卫星定位接收节点上的卫星信号接收开关和数据传输开关，开启所有应力应变监测连杆上的应力传感器、应变传感器以及数据传输开关；

4)、监测北斗卫星定位接收节点的位置信息，当位置变化过快或者过大时则意味着边坡变形较快或者已经出现裂缝，此时分析各应力应变监测连杆上的应力值与应变值，找出应力值最大或者应变值较大的应力应变监测连杆，则滑坡破坏发生在这些应力应变监测连杆附近区域；

5)、根据上述数据分析，考察是否需要报警或者提前进行工程边坡加固。

本发明的优点

本发明的目的在于提出一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网及监测方法。在需要进行监测的边坡坡面或坡肩设置北斗卫星定位接收节点，在相邻两个北斗卫星定位接收节点之间用应力应变监测连杆进行连接，每个北斗卫星定位接收节点都可以跟自身周围的六个其他节点相连接，在监测坡面形成组网。当边坡有滑动趋势或者产生裂缝变形时，可以通过北斗卫星定位接收节点确定整个坡面的大致变形方向，然后根据连杆上的应力应变传感器数据，获得滑动变形或裂缝产生的具体部位，为边坡加固和滑坡预警提供决策数据。本发明采用无人值守的工作形式，所有数据均通过无线传输，在室内定期接收相关数据即可进行分析，减少了人员在野外危险区域逗留的时间。本发明采用北斗定位导航初步监测滑坡发生的趋势，再通过精细传感器确定滑坡危险位置和薄弱区域，为滑坡预警和工程抗滑处置提供必要的数据支撑。

附图说明

附图1为北斗卫星定位接收节点的示意图

附图2为应力应变监测连杆的示意图

附图3为北斗卫星定位接收节点与应力应变监测连杆连接的示意图

附图4为监测组网的示意图

图中：1)北斗卫星定位接收节点，2)北斗卫星定位接收器，3)六孔连杆连接盘，4)固定地锚，5)应力应变监测连杆，6)插销弯头，7)应力传感器，8)应变传感器。

具体实施方式：

一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网，其整体结构包含2个部分：北斗卫星定位接收节点、应力应变监测连杆。

结构中的北斗卫星定位接收节点1)由北斗卫星定位接收器2)、六孔连杆连接盘3)、固定地锚组成4)，北斗卫星定位接收节点1)通过北斗卫星定位接收器2)接收北斗卫星的信号，实时确定位置信息，并通过无线数据发送功能发送到远端数据采集点，六孔连杆连接盘3)用来连接应力应变监测连杆5)，六孔连杆连接盘3)上的圆孔用来对接应力应变监测连杆5)的插销弯头6)，在六孔连杆连接盘3)下方是固定地锚4)，固定地锚4)是长尖形圆锥棒，可以插到边坡的坡面或者坡肩的土体中，将北斗卫星定位接收节点1)固定在监测位置上；

结构中的应力应变监测连杆5)是两端带有插销弯头6)的棒状结构，应力应变监测连杆5)的杆体上设有应力传感器7)和应变传感器8)，均带有无线数据传输功能，应力应变监测连杆5)通过插销弯头6)连接在北斗卫星定位接收节点1)的六孔连杆连接盘3)上的圆孔中，插销弯头6)可以卡锁在圆孔中，卡锁后不能拔出但是可以绕圆孔自由转动；

如前所述的一种用于滑坡的北斗定位节点位移连杆监测网的监测方法：

1)、将北斗卫星定位接收节点1)按照设计布点的要求进行安置，将固定地锚4)插入到预定位置，确保北斗卫星定位接收节点1)按照六边形顶点进行布置；

2)、将应力应变监测连杆5)两端的插销弯头6)分别卡锁进两个北斗卫星定位接收节点1)上的六孔连杆连接盘3)上的圆孔中，按照此方式连接所有的应力应变监测连杆5)与北斗卫星定位接收节点1)，形成监测网络；

3)、开启所有北斗卫星定位接收节点1)上的卫星信号接收开关和数据传输开关，开启所有应力应变监测连杆5)上的应力传感器7)、应变传感器8)以及数据传输开关；

4)、监测北斗卫星定位接收节点1)的位置信息，当位置变化过快或者过大时则意味着边坡变形较快或者已经出现裂缝，此时分析各应力应变监测连杆5)上的应力值与应变值，找出应力值最大或者应变值较大的应力应变监测连杆5)，则滑坡破坏发生在这些应力应变监测连杆5)附近区域；

5)、根据上述数据分析，考察是否需要报警或者提前进行工程边坡加固。