[发明专利]一种用于监测土质边坡滑动面位移变形的装置

说明书

本发明公开了一种用于监测土质边坡滑动面位移变形的装置，包括弹性基体、压电智能骨料传感器、滑动面、滑床、滑坡体、电导线、NI数据采集分析系统、计算机以及压电陶瓷片。本发明涉及岩土工程边坡监测技术领域，该用于监测土质边坡滑动面位移变形的装置，与现有的边坡滑移监测技术相比，本发明的基于压电智能骨料的监测边坡模型滑移的装置针对边坡缩尺模型，没有尺寸效应，依据边坡模型滑动面的埋深调整弹性基体的长度、压电智能骨料传感器的数量，进而实现缩尺边坡模型变形、失稳滑移的分布式监测。此外，本发明还具有传感灵敏、安全可靠、测量范围大等特点。

技术领域

本发明涉及岩土工程边坡监测技术领域，具体为一种用于监测土质边坡滑动面位移变形的装置。

背景技术

随着我国国民经济的持续快速发展，国家基础设施建设与日俱增。值得注意的是，我国是一个多山地和丘陵的国家，地势西高东低，地形地貌复杂多样，山区面积占到我国陆地面积的2/3，滑坡和潜在滑坡区域占我国陆地面积的1/5-1/4。在山地丘陵区兴建工程设施，边坡是最为常见且无法避免的工程形式之一。边坡极易发生失稳滑塌。崩塌体和滑坡体侵入道路交通设施，影响行车安全，甚至掩埋道路，中断交通，造成不可估量的经济损失，严重威胁人民群众的生命财产安全和国家的交通运输安全。

滑坡灾害通常具有频发性、突发性和强破坏性等特点，对人类生产生活影响深远。随着国民经济的持续快速发展和大规模工程设施的建设，滑坡灾害发生的频数和规模都有增大的趋势。因此，对重点边坡工程采取切实有效的监测，确保工程建设及人民群众生命财产安全具有重要的理论意义和实用价值。

室内边坡模型试验在滑坡研究中应用广泛且意义重大。针对边坡深部变形、失稳和滑移问题，开展室内边坡模型监测试验，对于实时掌握和了解边坡体深部失稳滑移的演化过程，进而对滑坡灾害提前预警就显得特别重要。

在边坡模型试验研究中，常用的边坡滑移监测方法有：光纤光栅法、钻孔倾斜仪法、声发射法等。但以上方法由于存在如下缺点：测试工作量大、自动化程度不高、远程操作比较困难、实时性不够等，限制了其在边坡监测中的应用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于监测土质边坡滑动面位移变形的装置，解决了现有技术中测测试工作量大、实时性不够、难以适应缩尺边坡模型的滑移及变形监测，尤其是实现边坡缩尺模型的分布式变形、失稳滑移监测的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于监测土质边坡滑动面位移变形的装置，包括弹性基体、压电智能骨料传感器、滑动面、滑床、滑坡体、电导线、NI数据采集分析系统、计算机以及压电陶瓷片。

所述滑坡体位于所述滑床一侧的滑动面上，所述滑坡体内插接有弹性基体，且弹性基体的一端延伸至所述滑床的深处。

所述弹性基体内置有多个压电智能骨料传感器，且弹性基体与压电智能骨料传感器之间通过环氧树脂胶粘贴，所述压电智能骨料传感器在所述弹性基体内发射出应力波。

所述压电陶瓷片安装在所述压电智能骨料传感器上，且压电陶瓷片通过电导线与外置的NI数据采集分析系统电性连接，所述NI数据采集分析系统与外置的计算机连接。

优选的，所述压电智能骨料传感器粘贴于所述弹性基体的两端。

优选的，所述弹性基体呈圆柱体，界面尺寸与压电智能骨料传感器相同，直径均为25mm，所述弹性基体的长度方向与所述压电智能骨料传感器的长度方向平行。

优选的，所述相邻的压电智能骨料传感器之间的距离不大于100mm。