[发明专利]全深度阵列式测斜仪及深部位移测量方法

说明书

本发明提供了一种全深度阵列式测斜仪及深部位移测量方法，用于分段测量测斜孔的深部位移，所述测斜仪包括测斜架、安装在所述测斜架内的测斜单元及数据采集单元；其中：所述测斜架包括多根刚性套管及多个万向接头，所述刚性套管之间通过所述万向接头连接，所述刚性套管及所述万向接头将所述测斜孔沿垂直方向分成多个测斜分段；所述测斜单元包括一根总线及多个传感器，所述传感器之间通过所述总线串联连接，所述传感器安装在所述刚性套管内；所述数据采集单元通过所述总线分时采集各个测斜分段的变形数据，并根据所述变形数据及所述测斜分段的长度计算获得测斜孔的深部位移。本发明实现对全深度范围内的测斜孔的深部位移自动监测。

技术领域

本发明涉及岩体深部位移测量技术领域，更具体地说，涉及一种全深度阵列式测斜仪及深部位移测量方法。

背景技术

深部位移监测在岩土工程监测和各种边坡监测中是常用手段，用于判断深部滑动面及深部位移大小。传统的监测技术采用手动测斜仪为主，在分段定时测量后，业内整理数据。

随着信息技术的快速发展和应用，利用传感器及其他设备、技术实现了对深部位移的自动化监测，代替传统的人工监测，大大的提高了监测的效率，同时也节省了大量的人力和时间。目前，深部位移的自动化监测主要采用“固定测斜仪”，并以其为中心建立相应的自动监测站。“固定测斜仪”的主要技术方案为：在测斜孔深度范围布置若干个测斜仪，每个测斜仪都有电源和数据线牵出孔口与数据采集仪相连，以此实现对深部位移的自动化监测。

虽然“固定测斜仪”实现了对深部位移的自动化监测，但也存在以下缺陷：

(1)监测深度方向的几个点的倾角变化，存在很大的局限性；

(2)无法建立整个深度范围内的位移模型；

(3)不能准确判定深度滑动面。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述深部位移自动监测存在的相关问题，提供一种全深度阵列式测斜仪及深部位移测量方法。

一种全深度阵列式测斜仪，用于分段测量测斜孔的深部位移，所述测斜仪包括测斜架、安装在所述测斜架内的测斜单元及数据采集单元；其中：

所述测斜架包括多根刚性套管及多个万向接头，所述刚性套管之间通过所述万向接头连接，所述刚性套管及所述万向接头将所述测斜孔沿垂直方向分成多个测斜分段；

所述测斜单元包括一根总线及多个传感器，所述传感器之间通过所述总线串联连接，所述传感器安装在所述刚性套管内；

所述数据采集单元通过所述总线分时采集各个测斜分段的变形数据，并根据所述变形数据及所述测斜分段的长度计算获得测斜孔的深部位移。

在本发明所述的全深度阵列式测斜仪中，所述测斜分段的长度为所述刚性套管的长度与所述万向接头的长度之和。

在本发明所述的全深度阵列式测斜仪中，所述传感器通过一根四芯总线串联连接，相邻两个传感器的间距可调节；所述传感器用于检测每个测斜分段的变形数据，所述四芯总线用于传输所述变形数据并为所述传感器供电。

在本发明所述的全深度阵列式测斜仪中，所述传感器包括双轴倾角传感器。

在本发明所述的全深度阵列式测斜仪中，所述测斜仪还包括测斜管及滑动导轮，所述滑动导轮用于将所述测斜架安装在所述测斜管内。

本发明还提供一种深部位移测量方法，应用于上述的全深度阵列式测斜仪，所述方法包括以下步骤：

S1、将测斜孔沿垂直方向分成N个测斜分段，并从下往上或从上往下依次对所述测斜分段编号，所述编号由小到大，各个测斜分段的长度一定；所述测斜分段包括第一端点和第二端点，N为大于1的正整数；

S2、分别测定N个测斜分段的变形数据；