一种膨胀土边坡监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及监测装置，特别是一种膨胀土边坡监测装置。


背景技术：

2.膨胀土是由蒙脱石和伊利石等亲水性矿物组成的土体，颗粒高度分散，是一种具有强胀缩性、多裂隙性、超固结性、强度衰减性的非饱和土体。由于膨胀土极易受天气变化影响，造成土体的收缩和反复胀缩变形，因而在膨胀土区域建设工程往往会造成一些的问题和事故，如：地基隆起、不均匀变形等。
3.上述破坏原因主要在于膨胀土特殊的工程性质——胀缩性。由于膨胀土边坡易受大气作用影响，引起土体胀缩变形，产生较大的膨胀力，从而造成上面的构造物发生破坏。下雨时，膨胀土边坡吸水膨胀，当浅层土体含水量发生显著变化时，就会产生垂直和水平方向的体积膨胀；当天气晴朗时，大气蒸腾作用使得浅层土体水分蒸发，含水量降低，从而使上方的构筑物产生不均匀变形，甚至导致构筑物开裂。往复多次的干湿循环进一步加剧了这种危害。
4.针对膨胀土的这种特性，目前国内针对膨胀土的防护主要以防为主，多种形式结合，主要有：1、支挡结构，提高滑坡体的抗滑力；2、削坡减载，减小下滑力；3、化学改良，改善土体力学性质，辅以植被对边坡防护。但是，现有的防护措施大多属于圬工结构，不能够释放边坡较大的膨胀力，而且对环境造成破坏，经济性差，无法从根本上对边坡进行治理。
5.此外国内目前关于膨胀土边坡的监测方法主要有人工监测和建立边坡监测预警系统，人工监测存在一定的弊端，精确度较低，而且边坡滑坡主要发生在暴雨条件下，人员无法进行现场监测，效果较差；同时边坡监测预警系统技术要求较高，在现场应用难度大，无法准确预测滑坡的发生。
6.因此，目前关于膨胀土边坡的监测因地理位置、天气条件等一些原因存在一定的局限性，未能做到实时监测膨胀土变形和不同深度湿度变化情况。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于，提供一种膨胀土边坡监测装置。它可以实时监测膨胀土变形和不同深度湿度变化情况，进行预警。
8.本实用新型的一种技术方案：一种膨胀土边坡监测装置，包括防护装置，所述的防护装置下侧通过导管设有检测不同海拔及深度土壤的数据采集系统，防护装置上侧设有卸力板，卸力板上通过减震装置设有太阳能供电装置，太阳能供电装置一侧设有连接数据采集系统的4g物联网控制器。
9.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的数据采集系统包括分别设于坡顶、坡中以及坡脚的第一数据采集装置、第二数据采集装置和第三数据采集装置，第一数据采集装置、第二数据采集装置和第三数据采集装置都是由水平位移传感器、孔隙水压力计和湿度传感芯片三部分组成。
10.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的第一数据采集装置的埋设深度为20厘米。
11.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的第二数据采集装置的埋设深度为50厘米。
12.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的第三数据采集装置的埋设深度为100厘米。
13.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的防护装置包括基层，基层上侧设有面层，基层下侧设有排水管。
14.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的减震装置包括两层托板，托板间设有弹簧。
15.前述的一种膨胀土边坡监测装置中，所述的4g物联网控制器远程连接有带警报器的控制终端。
16.与现有技术相比，它设有检测膨胀土边坡不同高度位置、不同深度土壤的数据采集系统，数据采集系统可以对土体变形和湿度变化进行数据采集，并且通过4g物联网控制器将数据处理后输入控制终端，在发现可能发生危险情况时，通过警报器对人员起到警示作用，做到实时监测膨胀土变形和不同深度湿度变化情况，并且通过卸力板可以防止太阳能供电装置对边坡产生过大压强，导致土坡变形，影响阳光照射效果，本实用结构精简，性能稳定，不易故障。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图。
18.附图中的标记为：1-防护装置，2-导管，3-第一数据采集装置，4-卸力板，5-太阳能供电装置，6-4g物联网控制器，8-第二数据采集装置，9-第三数据采集装置，10-排水管，11-托板，12-弹簧。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
20.实施例1。一种膨胀土边坡监测装置，构成如图1所示，包括防护装置1，所述的防护装置1下侧通过导管2设有检测不同海拔及深度土壤的数据采集系统，防护装置1上侧设有卸力板4，卸力板4上通过减震装置设有太阳能供电装置5，太阳能供电装置5一侧设有连接数据采集系统的4g物联网控制器6。
21.所述的数据采集系统包括分别设于坡顶、坡中以及坡脚的第一数据采集装置3、第二数据采集装置8和第三数据采集装置9，第一数据采集装置3、第二数据采集装置8和第三数据采集装置9都是由水平位移传感器、孔隙水压力计和湿度传感芯片三部分组成。
22.所述的第一数据采集装置3的埋设深度为20厘米。
23.所述的第二数据采集装置8的埋设深度为50厘米。
24.所述的第三数据采集装置9的埋设深度为100厘米。
25.所述的防护装置1包括基层，基层上侧设有面层，基层下侧设有排水管10。
26.所述的减震装置包括两层托板11，托板11间设有弹簧12。
27.所述的4g物联网控制器6远程连接有带警报器的控制终端。
28.本实用新型的工作原理：第一数据采集装置3、第二数据采集装置8和第三数据采集装置9都是由水平位移传感器、孔隙水压力计和湿度传感芯片三部分组成，可以检测不同深度、不同坡位的土体变形和湿度变化情况，检测到的数据可以通过4g物联网控制器6进行处理，处理后的数据会发送到控制终端，控制终端可以对数据进行记录，方便以后查看，若是检测到的数据反应膨胀土边坡若是存在安全隐患时，可以通过警报器发出警报，对人员产生提示，而太阳能供电装置5可以起到供电作用，使数据能实时检测并且传输，由于膨胀土极易受天气变化影响，造成土体的收缩和反复胀缩变形，所以通过卸力板4可以减小对膨胀土的压强，由于太阳能板的脆性很大，膨胀土在变形的过程中容易太阳能板断裂，太阳能板断裂会导致内部电路断开，使太阳能供电装置5失效，减震装置可以减小冲击，避免太阳能供电装置5损伤，防护装置1包括基层，基层为8厘米厚，基层上侧设有面层，面层厚两厘米，基层起到的是防护作用，面层内含有植物种子，可以通过改善生态环境来提升抗滑坡能力,基层下侧设有排水管10，排水管10可以收集土坡中过多的水分，并且通过坡脚下设有排水沟可以排出过多的水。本实用新型可以实时监测膨胀土变形和不同深度湿度变化情况，并且通过4g物联网控制器6进行数据传输，进行预警。


技术特征：
1.一种膨胀土边坡监测装置,其特征在于：包括防护装置(1)，所述的防护装置(1)下侧通过导管(2)设有检测不同海拔及深度土壤的数据采集系统，防护装置(1)上侧设有卸力板(4)，卸力板(4)上通过减震装置设有太阳能供电装置(5)，太阳能供电装置(5)一侧设有连接数据采集系统的4g物联网控制器(6)。2.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的数据采集系统包括分别设于坡顶、坡中以及坡脚的第一数据采集装置(3)、第二数据采集装置(8)和第三数据采集装置(9)，第一数据采集装置(3)、第二数据采集装置(8)和第三数据采集装置(9)都是由水平位移传感器、孔隙水压力计和湿度传感芯片三部分组成。3.根据权利要求2所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的第一数据采集装置(3)的埋设深度为20厘米。4.根据权利要求2所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的第二数据采集装置(8)的埋设深度为50厘米。5.根据权利要求2所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的第三数据采集装置(9)的埋设深度为100厘米。6.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的防护装置(1)包括基层，基层上侧设有面层，基层下侧设有排水管(10)。7.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的减震装置包括两层托板(11)，托板(11)间设有弹簧(12)。8.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡监测装置，其特征在于：所述的4g物联网控制器(6)远程连接有带警报器的控制终端。

技术总结
本实用新型公开了一种膨胀土边坡监测装置，包括防护装置(1)，所述的防护装置(1)下侧通过导管(2)设有检测不同海拔及深度土壤的数据采集系统，防护装置(1)上侧设有卸力板(4)，卸力板(4)上通过减震装置设有太阳能供电装置(5)，太阳能供电装置(5)一侧设有连接数据采集系统的4G物联网控制器(6)。它可以实时监测膨胀土变形和不同深度湿度变化情况，进行预警。本实用新型结构精简，性能稳定。性能稳定。性能稳定。


技术研发人员：倪马兵 袁翔 秦志刚
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/5/30