一种远程监测地表沉降的设备及方法技术

本发明专利技术属于土木工程监测技术领域，具体的说是一种远程地表沉降监测设备及方法，包括基准板和监测器外壳；所述监测器外壳内部固定连接有安装座；所述安装座上侧固定连接有百分表；所述百分表通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板下侧固定连接有导杆；所述导杆下端滑动连接在监测器外壳内部，且导杆下端与百分表的检测端固定连接。将监测器外壳置于坑中，并通过外部设备将基准板固定，若该处地表发生沉降，则监测器外壳以及其内部的百分表同步下沉，导杆与监测器外壳之间产生相对滑动，通过百分表即可读取地表的沉降量，可以避免打孔导致土体结构的破坏，且该装置能够与土体之间固定，保证其稳定性，使其监测准确。使其监测准确。使其监测准确。

【技术实现步骤摘要】
一种远程监测地表沉降的设备及方法


[0001]本专利技术属于土木工程监测
，具体的说是一种远程监测地表沉降的设备及方法。

技术介绍

[0002]地表沉降监测工作在土木工程项目中具有重要的意义，能够提高项目施工的安全性，如在兴建大型路基、桥梁、楼宇、隧道时，若地表沉降超过一定值，则工程项目需停止施工，又如油气、煤炭开采区，在开采过程中也需要监测地表沉降，以对一些较大的地质塌陷灾害提前预警。
[0003]中国专利申请CN105241418A的一项专利公开了一种新型地表沉降测试装置及方法，其技术方案要点是：包括支撑装置、滑轮、质量块、百分表、刚性绳和套管，滑轮固定于支撑装置内顶部；刚性绳绕过滑轮，一端穿过套管固定于地表下方稳定土层或基岩位置中，另一端与质量块相连，使质量块垂直悬挂于刚性绳上；百分表与质量块接触连接，用于监测质量块的垂直位移。刚性绳一端与质量块相连的方式可采用直接连接或通过动滑轮连接。监测数据可通过数据线与无线传输模块用于远程监控。装置可用太阳能电池给测试仪器供电。该专利技术可以大大提高测量精度、提高测量稳定性；同时实现了实时自动化远程监测，节省大量的人力物力，降低监测成本。
[0004]针对上述及现有的相关技术，专利技术人认为往往存在以下缺陷：现有技术需要利用打孔机在地表打孔至稳定土层或基岩位置，然后在孔中安装套管，再将刚性绳穿过套管并固定于稳定土层或基岩位置，其安装过程过于繁琐，操作过于复杂，且打孔过程中会破坏该处地表原有的地质结构，容易导致后续的监测结果产生偏差。
[0005]为此，本专利技术提供一种远程监测地表沉降的设备及方法。

技术实现思路

[0006]为了弥补现有技术的不足，解决
技术介绍
中所提出的至少一个技术问题。本专利技术提供了一种远程监测地表沉降的设备及方法，所述装置可以直接埋设在土体内进行地表沉降监测，避免了打孔造成的地质结构破坏，且能保证监测装置与周围土壤固定牢固，增加其稳定性。
[0007]本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种远程地表沉降监测设备，包括基准板和监测器外壳；所述监测器外壳内部固定连接有安装座，所述安装座上侧固定连接有百分表；所述百分表通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板下侧固定连接有导杆；所述导杆下端滑动连接在监测器外壳内部，且导杆下端与百分表的检测端固定连接；所述监测器外壳下端设有多个固定机构，每个固定机构包括安装管、滑动连接在安装管内的锚杆和保险条，在监测器外壳的外壁对应每个固定机构的位置开设有第一通孔，所述安装管对应安装在第一通孔内，所述锚杆端部与安装管之间固定连接有第一弹簧，且第一弹簧处于压缩状态；所述保险条从监测器外壳顶部插入监测器外壳内，并贯穿对应固定机构的
安装管及锚杆，且保险条通过操作块固定在监测器外壳上。将监测器外壳放入坑中后，通过操作块将多个保险条向上拔出，进而锚杆失去固定效果，第一弹簧将锚杆向外推出，使得锚杆插入周围的土壤中，提高对监测器外壳与土层之间的固定效果，使得监测器外壳能够顺利随着土层一同沉降，从而提高监测精度。
[0008]本专利技术较优的技术方案：所述监测器外壳为圆筒结构，多个固定机构沿着监测器外壳底部侧壁圆周均匀分布；所述安装管和锚杆均设置为倾斜状态，且锚杆的尖端朝向斜上方，并延伸至监测器外壳上对应的第一通孔内；所述监测器外壳上方的导杆表面固定连接有连接板；所述连接板与监测器外壳之间固定连接有弹性的波纹管，且导杆穿过波纹管内部。通过将锚杆设置为倾斜状态，使得锚杆插入土层后，可以进一步提高与土壤之间的固定效果，并且难以将监测器外壳从坑中拔出，降低人为破坏，通过设置弹性的波纹管将导杆与监测器外壳之间的缝隙封堵，避免外界的泥土等杂质进入该缝隙中，导致导杆滑动困难的问题，而随着监测器外壳的沉降，波纹管可以被拉长，不影响导杆和监测器外壳的相对运动。
[0009]本专利技术进一步的技术方案：所述监测器外壳外侧设置有环形板；所述环形板上侧圆周均布有一组气垫，且气垫内部储存有气体；所述监测器外壳顶部表面圆周均布有一组支架；所述支架表面固定连接有喷管；所述气垫与喷管一一对应，且气垫与喷管之间通过导管连通；所述喷管的出气端朝向监测器外壳外侧；由于监测器外壳通常安放于野外，容易受到动物的侵扰，可以将环形板放置在监测器外壳外侧的地面上，当有动物靠近监测器外壳并踏上其中一个气垫时，该气垫受到挤压，其内部的气体通过导管进入与之对应的喷管内部，进而喷管向外侧喷气，对动物进行驱赶，保证监测工作的顺利进行。
[0010]本专利技术较优的技术方案：所述固定机构设有一组或两组或两组以上，两组或两组以上的固定机构从上之下分布在监测器外壳下部，不同组的上下固定机构相互对应，并共用一个保险条；在监测器外壳顶面圆周均布有一组第二通孔，所述保险条滑动插入对应的第二通孔内，下端贯穿同一直线上下不同位置的安装管和锚杆并与之滑动连接。
[0011]本专利技术较优的技术方案：所述锚杆包括杆体和锚尖；所述杆体与锚尖之间固定连接有第二弹簧；所述杆体靠近锚尖的一侧开设有滑槽；所述滑槽内部滑动连接有滑块，且滑块与锚尖固定连接；所述滑块和锚尖内部均开设有中心孔；所述锚尖表面均布有一组导孔，且导孔与中心孔连通；所述杆体内部开设有储存腔，且储存腔与滑槽连通；所述滑槽内部固定连接有隔离膜；所述滑块靠近隔离膜的一侧固定连接有顶针；所述储存腔内部添加有压缩状态的胶水；当锚杆向外伸出时，锚尖受到土壤的阻力，促使锚尖与杆体相互靠近并将第二弹簧压缩，进而滑块带动顶针朝隔离膜运动并将隔离膜戳破，此时储存腔内部的胶水通过中心孔和导孔向外排出，使得胶水分散于锚杆周围的土壤中，胶水硬化后可以进一步提高土层与锚杆之间的固定效果，将锚杆牢牢固定在土层内部，防止土壤过于松软，导致监测器外壳固定效果较差的问题。
[0012]本专利技术较优的技术方案：所述喷管设置为螺旋状，且喷管采用弹性材料制成；当气垫内部的气体进入喷管后，气压作用会促使螺旋状的喷管变形伸长，进而气体再从喷管端部喷出，该动作使得喷管能够向外侧击打并喷气，从而将靠近的动物吓退，进一步防止监测器外壳受到动物的侵扰破坏。
[0013]本专利技术较优的技术方案：所述气垫内部储存的气体为刺激性气体；所述喷管的出
气端连通有发声器；通过设置刺激性气体，当气体喷出后可以对动物的行为进行干扰，使得动物闻到刺激性气味后迅速逃跑，发声器可以是哨子等发声装置，气体喷出时会经过发声器内部，进而促使发声器发出声响，进一步将靠近的动物吓退，提高对动物的驱赶效率。
[0014]本专利技术较优的技术方案：所述储存腔内部远离隔离膜的位置滑动密封连接有活塞板；所述活塞板与储存腔侧壁之间固定连接有弹簧三，且弹簧三处于压缩状态；所述胶水添加在隔离膜与活塞板之间的储存腔内部；所述锚尖表面靠近导孔的位置固定连接有挡板；所述挡板朝向杆体的一端与锚尖之间存在间隙；隔离膜被戳破后，弹簧三推动活塞板朝锚尖的方向运动，进而将储存腔内部的胶水向外挤出，提高胶水的排出效率，通过设置挡板将导孔遮挡，使得锚尖扎入泥土的过程中，导孔内部不会进入大量泥土，防止导孔被泥土堵塞，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：包括基准板(1)和监测器外壳(2)；所述监测器外壳(2)内部固定连接有安装座(3)，所述安装座(3)上侧固定连接有百分表(4)；所述百分表(4)通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板(1)下侧固定连接有导杆(5)；所述导杆(5)下端滑动连接在监测器外壳(2)内部，且导杆(5)下端与百分表(4)的检测端固定连接；所述监测器外壳(2)下端设有多个固定机构，每个固定机构包括安装管(6)、滑动连接在安装管(6)内的锚杆(7)和保险条(9)，在监测器外壳(2)的外壁对应每个固定机构的位置开设有第一通孔，所述安装管(6)对应安装在第一通孔内，所述锚杆(7)端部与安装管(6)之间固定连接有第一弹簧(8)，且第一弹簧(8)处于压缩状态；所述保险条(9)从监测器外壳(2)顶部插入监测器外壳(2)内，并贯穿对应固定机构的安装管(6)及锚杆(7)，且保险条(9)通过操作块(10)固定在监测器外壳(2)上。2.根据权利要求1所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述监测器外壳(2)为圆筒结构，多个固定机构沿着监测器外壳(2)底部侧壁圆周均匀分布；所述安装管(6)和锚杆(7)均设置为倾斜状态，且锚杆(7)的尖端朝向斜上方，并延伸至对应的第一通孔内；所述监测器外壳(2)上方的导杆(5)表面固定连接有连接板(11)；所述连接板(11)与监测器外壳(2)之间固定连接有弹性的波纹管(12)，且导杆(5)穿过波纹管(12)内部。3.根据权利要求1所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述监测器外壳(2)外侧设置有环形板(13)；所述环形板(13)上侧圆周均布有一组气垫(14)，且气垫(14)内部储存有气体；所述监测器外壳(2)顶部表面圆周均布有一组支架(15)；所述支架(15)表面固定连接有喷管(16)；所述气垫(14)与喷管(16)一一对应，且气垫(14)与喷管(16)之间通过导管(17)连通；所述喷管(16)的出气端朝向监测器外壳(2)外侧。4.根据权利要求2所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述固定机构设有一组或两组或两组以上，两组或两组以上的固定机构从上之下分布在监测器外壳(2)下部，不同组的上下固定机构相互对应，并共用一个保险条(9)；在监测器外壳(2)顶面圆周均布有一组第二通孔，所述保险条(9)滑动插入对应的第二通孔内，下端贯穿同一直线上下不同位置的安装管(6)和锚杆(7)并与之滑动连接。5.根据权利要求2所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述锚杆(7)包括杆体(19)和锚尖(20)；所述杆体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德彪，杨友森，刘治栋，
申请(专利权)人：中冶武勘工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：