一种边坡滑动面监测系统

技术领域

本发明涉及边坡滑动监测领域，具体公开了一种边坡滑动面监测系统。

背景技术

我国是一个山地和丘陵较多的国家，地形复杂多样，所以想要修建道路桥梁难度大，尤其是在一些多雨的山区中。但是随着我国的道路桥梁工程的快速发展，道路桥梁越来越多，同时边坡加固工程也越来越多。现有技术中一般多采用注浆、锚杆、土钉、预应力锚索等方式进行边坡加固，由于不同地方的地质条件有差异，导致边坡经过加固后还是会出现滑移的现象，一旦边坡滑动距离较大，整个边坡加固结构就可能出现破损，甚至整个边坡结构都被破坏，所以现在需要对边坡滑动进行监测，需要监测其滑动反向、滑动距离等参数。

现有技术中存在一些方法来监测边坡滑动，例如在边坡上插设监测杆，监测杆上设置有GPS定位系统，通过定位系统来判断监测杆的移动距离和方向，就可以监测边坡滑动的方向和距离，但是GPS定位存在精度低、长时间耗电的问题，GPS信号也容易受到干扰，导致监测效果并不好，同时布置监测杆时需要安装的线路等较多，也十分麻烦，如果出现故障派人维修也比较麻烦。还有一些方法是人工到现场采用全站仪进行检测，该方式费时费力，消耗人力太多，人工检测的效率也十分低下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种边坡滑动面监测系统，以解决如何定时的检测边坡滑动情况的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种边坡滑动面监测系统，包括基准架、机位架、第一检测插杆、第二检测插杆、第三检测插杆和无人机，若干基准架设置在边坡的四周，基准架至少设置四个，所述基准架上设置有基准板，所述基准板呈矩形状，基准板的四个侧面和顶面均设置有基准数字；所述机位架设置在边坡的两侧和边坡的对面，位于边坡两侧机位架相比基准架更远离边坡，所述机位架的顶部设置有停机坪；所述第一检测杆设置在边坡表面，第一检测杆插入到边坡内的深度小于2m；所述第二检测杆包括固定杆部、活动杆部和伸缩杆部，所述固定杆部固定设置在边坡下方的岩层中，所述活动杆部的下端万向连接设置在固定杆部的上端，所述固定杆部的上端设置有若干固定孔，所述伸缩杆部呈中空杆状，伸缩杆部滑动设置在活动杆部上，伸缩杆部的下端设置有能够插入到固定孔中的固定柱，所述伸缩杆部的内部设置有若干段内螺纹，所述活动杆部的外部设置有若干外螺纹；所述第三检测插杆横向插入到边坡的侧面中；所述第一检测杆、第二检测杆和第三检测插杆上均设置有检测板，所述检测板呈矩形状，检测板的四个侧面和顶面上均设置有检测数字，若干检测板的高度不同以避免出现遮挡情况；所述无人机具有拍摄功能，所述无人机能够飞行到机位架的停机坪上对基准架、第一检测杆、第二检测杆和第三检测插杆进行拍摄。

本方案中采用无人机图片拍摄的方式来监测边坡滑动情况，现有技术中存在相关的技术启示，但是采用拍摄图片的方式也是存在一些问题的：1、前后拍摄图片的位置不固定，导致图片中边坡位置、实际比例等出现偏差；2、图片拍摄后，由于没有基准点作为参考，对比分析是较为困难；3、拍摄只能拍到边坡外表面的情况，对于边坡内部的滑动位移情况则无法监测分析，而对于边坡滑动而言，其表面滑动情况和内部滑动情况都十分重要。

本方案中为了解决上述问题设置了基准架、机位架，第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆，其中基准架和机位架均设置在边坡附近的岩层或者土层中，且挑选位置时一般都挑选不会发生位移的地方，最好是设置在岩层中。机位架至少设置三个，边坡的两侧设置两个，边坡对面设置一个，这样可以从边坡的三个方位来对其进行拍摄分析，且机位架的位置不会发生改变，每次拍摄时只需将其停到机位架的停机坪即可。本方案中的基准架则可以作为后续图片对比时的基准点，哪怕后续图片出现比例不同等情况，也可以通过调节图片使两张图片基准架对齐的方式来使图片比例达到一致。本方案中设置有第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆，其中第一检测插杆仅插入到边坡2m不到的位置，第一检测插杆主要是用于检测边坡表面的滑动情况，由于第一检测插杆的插入深度不深，所以其在边坡中的抗拔、抗移动性能一般，边坡滑动时完全可以带动其移动，检测的精度较高。第二检测插杆中包括固定杆部，固定杆部则直接插入到边坡下方的岩层中，其基本上不会移动，而活动杆部则可以在固定杆部上万向移动，由于活动杆部的插入深度较深，所以只有边坡内部深层发生滑动时才可以带动其移动，以此来检测边坡内部滑动情况。且为了将第二检测插杆插入到边坡中，本方案中还设置有伸缩杆部，其中伸缩杆部可以插入到固定杆部中，以此来阻止活动杆部移动，此时第二检测插杆形成整体，便于将其打入到边坡的内部。本方案中在第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆中都设置有检测数字，检测数字可以更加直观的表明检测插杆所处位置，同时采用软件分析图片时也更加方便。

可选地，所述第二检测杆还包括弧形片状的固定架，所述固定架设置在固定杆部上固定架的顶部设置有绳筒，所述绳筒的内部设置有定位索，所述绳筒的底部设置有第一通孔，所述定位索的下端穿过第一通孔并与活动杆部固定连接。本方案中设置固定架、绳筒和定位索后，当活动杆部在边坡滑动的作用下向下移动时，由于其下端与固定杆部万向连接，所以活动杆部只会向下翻动，此时活动杆部能够将定位索拉出，如果边坡滑动的距离较大，可能会导致活动杆部完全没入到边坡土层中，此时只能依靠定位索的倾斜角度来判断活动杆部的位置。

可选地，一根第一检测插杆和一根第二检测插杆为一个正面检测组，其中第一检测插杆设置在第二检测插杆的侧面；若干正面检测组之间的间距不大于5m。采用本方案，一个正面检测组中包含有第一检测插杆和第二检测插杆，两者分别用于检测边坡土层表面和内部的滑动情况。

一种边坡滑动面监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1，设置基准架、机位架、第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆，然后操控无人机飞行到机位架的停机坪上，无人机对准边坡并拍摄边坡照片，边坡照片中需要拍摄所有的基准架、第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆；

S2，定时对边坡情况进行监测，监测人员车行到边坡附近，然后操控无人机到达基准架的停机坪上，在相同的位置对边坡进行拍摄，同样需要拍摄所有基准架、第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆；

S3，通过图片对比，若前后两组图片中基准架位置相同，则可以分析若干第一检测插杆、第二检测插杆、第三检测插杆的位移方向和距离。

可选地，无人机拍摄时拍摄角度和焦距均相同。采用本方案，尽量避免前后拍摄出的图片比例和角度不符合。

可选地，图片对比分析时，以四个基准架为基准点，将两张图片的基准点重合并分析计算同一位置的第一检测插杆、第二检测插杆和第三检测插杆。本方案中，四个基准架围成的矩形框可以将整个边坡围起来，该矩形框就可以作为图片对比的基准，只要将矩形框重合就表明图片的比例大小和角度等参数基本一致，便于后续对图片进行对比分析。

可选地，还包括步骤S4，通过从边坡侧面拍摄的照片，分析计算定位索与绳筒之间的夹角。采用本方案，可以通过图片来分析定位索与绳筒之间的角度。

本方案的工作原理及有益效果在于：

本方案中采用无人机拍摄的方式来监测边坡的滑动情况，同时本方案中通过设置四个基准架的方式来为图片后续对比分析提供基准点，便于图片对比分析的准确性。同时还设置有机位架来确定无人机拍摄的位置，保证前后拍摄的图片角度和比例大体相同。本方案中还设置有第一检测杆和第二检测杆，其中第一检测杆插入深度相对较浅，主要是用于监测边坡表面的滑动情况，第二检测插杆则可以插入到边坡土层深处，两者监测的对象并不相同，所以两者分别可以监测边坡表面和内部的滑动情况。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为第一检测插杆和第二检测插杆的结构示意图；

图3为第二检测插杆的结构示意图；

图4为活动杆部转动后第二检测插杆的结构示意图；

图5为第三检测插杆的结构示意图。

附图中标记如下：基准架1、基准板2、机位架3、停机坪4、第一检测插杆5、第二检测插杆6、检测板7、检测数字8、活动杆部9、伸缩杆部10、固定架11、绳筒12、固定柱13、固定孔14、定位索15、第三检测插杆16、检测条17。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

一种边坡滑动面监测系统，包括基准架1、机位架3、第一检测插杆5、第二检测插杆6、第三检测插杆16和无人机。

基准架1设置有四个，且其中两个设置在边坡的左侧、前后方，另外两个设置在边坡的右侧、前后方，基准架1一般设置在岩层上，若设置在土层上则需要插入到足够深度，保证基准架1不会移动。基准架1上设置有基准板2，基准板2呈矩形状，基准板2的四个侧面和顶面均设置有基准数字，四个基准架1上的基准数字从1-4进行安排。

机位架3共三个，设置在边坡的两侧和边坡的对面，位于边坡两侧机位架3相比基准架1更远离边坡，机位架3的顶部设置有停机坪4。

第一检测杆设置在边坡表面，第一检测杆插入到边坡内的深度小于2m。

第二检测杆包括固定杆部、活动杆部9、伸缩杆部10和固定架11。固定杆部固定设置在边坡下方的岩层中，活动杆部9的下端万向连接设置在固定杆部的上端。固定杆部的上端设置有若干固定孔14，伸缩杆部10呈中空杆状，伸缩杆部10滑动设置在活动杆部9上，伸缩杆部10的下端设置有能够插入到固定孔14中的固定柱13。伸缩杆部10的内部设置有若干段内螺纹，活动杆部9的外部设置有若干外螺纹，内螺纹与外螺纹配合。固定架11呈弧形片状。固定架11设置在固定杆部上，固定架11的顶部设置有绳筒12，绳筒12的内部设置有定位索15，绳筒12的底部设置有第一通孔，定位索15的下端穿过第一通孔并与活动杆部9固定连接。绳筒12的上端也设置有检测数字8，该检测数字8与其第二检测插杆6的检测数字8相同。第三检测插杆16横向插入到边坡的侧面中。第三检测杆的外侧端设置检测条17，检测条17呈矩形条状。

第一检测杆、第二检测杆和第三检测插杆16上均设置有检测板7，检测板7呈矩形状，检测板7的四个侧面和顶面上均设置有检测数字8，若干检测板7的高度不同以避免出现遮挡情况。

无人机具有拍摄功能，无人机能够飞行到机位架3的停机坪4上对基准架1、第一检测杆、第二检测杆和第三检测插杆16进行拍摄。

一根第一检测插杆5和一根第二检测插杆6为一个正面检测组，其中第一检测插杆5设置在第二检测插杆6的侧面；若干正面检测组之间的间距不大于5m，若干组正面检测组之间交错布置。

一种边坡滑动面监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1，设置基准架1、机位架3、第一检测插杆5、第二检测插杆6和第三检测插杆16，然后操控无人机飞行到机位架3的停机坪4上，无人机对准边坡并拍摄边坡照片，边坡照片中需要拍摄所有的基准架1、第一检测插杆5、第二检测插杆6和第三检测插杆16；

S2，定时对边坡情况进行监测，监测人员车行到边坡附近，然后操控无人机到达基准架1的停机坪4上，在相同的位置对边坡进行拍摄，同样需要拍摄所有基准架1、第一检测插杆5、第二检测插杆6和第三检测插杆16；无人机拍摄时拍摄角度和焦距均相同；

S3，通过图片对比，若前后两组图片中基准架1位置相同，则可以分析若干第一检测插杆5、第二检测插杆6、第三检测插杆16的位移方向和距离；图片对比分析时，以四个基准架1为基准点，将两张图片的基准点重合并分析计算同一位置的第一检测插杆5、第二检测插杆6和第三检测插杆16；

S4，通过从边坡侧面拍摄的照片，分析计算定位索15与绳筒12之间的夹角。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。