一種基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程技術領域，具體來說，涉及到一種基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]我國高速公路建設起步較晚，邊坡問題的嚴重性已經暴露出來。雖然國外的公路邊坡監(jiān)測已做到了實時監(jiān)測，但國內的公路邊坡監(jiān)測預報進行得較少。長期以來，邊坡工程的安全性主要依靠設計來保證。但由于巖土體復雜，巖土力學尚具有半經驗半理論的特點，在時間和空間上對巖土工程的安全度作出準確的判斷還有較大困難。因此對公路邊坡特別是對破壞后果嚴重的重點邊坡應有相應的監(jiān)測手段，做好監(jiān)測與設計、施工、勘察的動態(tài)互補，以監(jiān)測與勘察指導設計、施工，確保工程安全性和公路的正常運營。目前，常規(guī)監(jiān)測方法測點布設采用點式布設，點式傳感器費用較高，且在進行測點選擇時常常根據經驗布設，常帶有一定盲目性，后期會出現(xiàn)某些部位出現(xiàn)過大變形但無監(jiān)測數(shù)據而導致工程病害的問題。常規(guī)邊坡坡表監(jiān)測方法多采用在坡面埋設GPS測點，或采用全站儀對預埋測點進行監(jiān)測，GPS測點費用昂貴，全站儀采用人工監(jiān)測，氣候惡劣情況無法實施。且坡表變形是在邊坡深部變形累積到一定程度后發(fā)生的。坡表變形往往滯后于深部變形，故將坡表變形作為監(jiān)測預警數(shù)據安全性有待商榷。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種經濟省時、便捷高效的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]本實用新型所述的一種基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括測斜單元1、連接單元2、分布式光纖3、分布式光纖調制解調儀4、測孔6和回填料7 ;所述測斜單元I由外部帶有四個凹槽AlOl的測斜管構成，該凹槽AlOl內通過扎帶102固定有穿過的分布式光纖3 ;所述測斜單元I有多段，通過連接單元2連接以構成分布式光纖載體；所述分布式光纖調制解調儀4與分布式光纖載體頂部的光纖引出線連接，進行光纖變形數(shù)據采集；所述測孔6位于邊坡深部，其內插有分布式光纖載體；所述回填料7填在測孔6與分布式光纖載體的空隙間。
[0005]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述測孔6直徑為108mmo
[0006]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述測斜管外徑為80_、壁厚10_，長度為1.5m。
[0007]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述測斜管外側壁共有四個平均分布的半圓形的半徑為3mm的凹槽AlOl。
[0008]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述測斜單元I通過六根扎帶102將四根光纖固定到四個凹槽AlOl內，固定間距20cm。
[0009]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述連接單元2內徑為82mm，壁厚10mm，長度20cmo
[0010]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述連接單元2內側壁共有四個平均分布的半圓形的半徑為3mm的凹槽B201。
[0011]本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，所述連接單元2與測斜單元I連接時，連接單元2的凹槽B201應與測斜單元I的凹槽AlOl對齊。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)通過將分布式光纖埋設到邊坡平臺鉆孔中，使光纖與土體協(xié)調變形，通過監(jiān)測單個光纖變形測孔來反映該測孔處不同深部處邊坡內部變形情況；通過合理布設多個深部變形測孔，形成監(jiān)測網絡，最終實現(xiàn)對整個邊坡變形規(guī)律的監(jiān)測；其監(jiān)測方法采集的變形數(shù)據遠遠大于傳統(tǒng)點式監(jiān)測方法，同時由于光纖費用較點式傳感器低，故降低了監(jiān)測費用，提高了邊坡監(jiān)測效率。因此，本實用新型可廣泛應用于邊坡、滑坡工程的深部變形監(jiān)測，尤其適用于對邊坡、滑坡的早期變形感知，可為邊坡、滑坡監(jiān)測預警提供數(shù)據支撐。
【附圖說明】
[0013]圖1:基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)圖；圖2:測斜單元剖面圖；圖3:測斜單元連接示意圖；測斜單元-1、凹槽A-101、扎帶-102、連接單元-2、凹槽B-201、分布式光纖_3、分布式光纖調制解調儀_4、測孔-6、回填料-7。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體的實施例對本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。
[0015]實施例1
[0016]—種基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括測斜單元1、連接單元2、分布式光纖3、分布式光纖調制解調儀4、測孔6和回填料7 ;所述測斜單元I由外部帶有四個凹槽AlOl的測斜管構成，該凹槽AlOl內通過扎帶102固定有穿過的分布式光纖3 ;所述測斜單元I有多段，通過連接單元2連接以構成分布式光纖載體；所述分布式光纖調制解調儀4與分布式光纖載體頂部的光纖引出線連接，進行光纖變形數(shù)據采集；所述測孔6位于邊坡深部，其內插有分布式光纖載體；所述回填料7填在測孔6與分布式光纖載體的空隙間。所述測孔6直徑為108mm。所述測斜管外徑為80mm、壁厚10mm，長度為1.5m。所述測斜管外側壁共有四個平均分布的半圓形的半徑為3mm的凹槽A101，即相鄰凹槽與測斜管圓心呈90度夾角。所述測斜單元I通過六根扎帶102將四根光纖固定到四個凹槽AlOl內，固定間距20cm。所述連接單元2內徑為82mm，壁厚10mm，長度20cm。所述連接單元2內側壁共有四個平均分布的半圓形的半徑為3mm的凹槽B201，即相鄰凹槽與連接單元2的圓心呈90度夾角。所述連接單元2與測斜單元I連接時，連接單元2的凹槽B201應與測斜單元I的凹槽AlOl對齊。
[0017]某高速公路黃土邊坡坡高40m，共五級，從下到上各平臺寬度依次為2m、2m、8m、4m。選取第三級平臺作為深部位移監(jiān)測平臺，第三級平臺至基巖高度為60m。該邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)的具體安裝操作為:①鉆孔。在第三級邊坡平臺鉆孔，孔深62m，鉆至基巖下2m處?？讖綖棣?108mm。②穿光纖，下放第一節(jié)測斜單元。把四根光纖以20cm間距用扎帶固定在測斜管的四個凹槽內。測斜管直徑為OSOmm。將帶有光纖的第一節(jié)測斜單元緩慢下放入測孔中，直至外露長度約20cm。③延長測斜單元。采用內徑為82mm的連接單元將第二節(jié)測斜單元連接，采用步驟②中方法固定光纖，下放測斜管。④光纖就位，位置標記。重復步驟③，直至測斜管下放到孔底就位。孔口測斜管外露約20cm。光纖預留較測斜管長lm，將出露光纖保護好，并根據光纖在測斜管中位置，在光纖線頭做好記號，方便后續(xù)數(shù)據采集。⑤用砂將測斜管與鉆孔周圍孔隙以及測斜管內孔隙填滿。⑥變形監(jiān)測。將分布式光纖調制解調儀分別接入，采集光纖沿整個孔深的光信號信息。定期讀取光纖變形數(shù)據，同初始讀數(shù)對比，即得到邊坡在該測孔處沿深度方向的變形情況。⑦將分布式光纖調制解調儀分別接入四根光纖端點，采集光纖沿整個孔深的光信號信息。即得到邊坡在該測孔處沿深度方向的變形情況。通過同一深度處四根光纖的光信號分析，還可得到該點處圍巖的變形方向。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)通過將分布式光纖埋設到邊坡平臺鉆孔中，使光纖與土體協(xié)調變形，通過監(jiān)測單個光纖變形測孔來反映該測孔處不同深部處邊坡內部變形情況。通過合理布設多個深部變形測孔，形成監(jiān)測網絡，最終實現(xiàn)對整個邊坡變形規(guī)律的監(jiān)測。其監(jiān)測方法采集的變形數(shù)據遠遠大于傳統(tǒng)點式監(jiān)測方法，同時由于光纖費用較點式傳感器低，故降低了監(jiān)測費用，提高了邊坡監(jiān)測效率。因此，本實用新型可廣泛應用于邊坡、滑坡工程的深部變形監(jiān)測，尤其適用于對邊坡、滑坡的早期變形感知，可為邊坡、滑坡監(jiān)測預警提供數(shù)據支撐。
【主權項】
1.一種基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括測斜單元(I)、連接單元(2)、分布式光纖(3)、分布式光纖調制解調儀(4)、測孔(6)和回填料(7);所述測斜單元(I)由外部帶有四個凹槽A(1l)的測斜管構成，該凹槽A(1l)內通過扎帶(102)固定有穿過的分布式光纖(3);所述測斜單元(I)有多段，通過連接單元(2)連接以構成分布式光纖載體；所述分布式光纖調制解調儀(4)與分布式光纖載體頂部的光纖引出線連接，進行光纖變形數(shù)據采集；所述測孔(6)位于邊坡深部，其內插有分布式光纖載體；所述回填料(7)填在測孔(6)與分布式光纖載體的空隙間。2.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述測孔(6)直徑為108mm。3.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述測斜管外徑為80mm、壁厚10mm，長度為1.5m。4.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述測斜管外側壁共有四個平均分布的半圓形的半徑為3mm的凹槽A(1l)。5.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述測斜單元(I)通過六根扎帶102將四根光纖固定到四個凹槽A(1l)內，固定間距20cm。6.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述連接單元⑵內徑為82mm，壁厚10mm，長度20cmo7.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述連接單元(2)內側壁共有四個平均分布的半圓形的半徑為3mm的凹槽B(201)。8.根據權利要求1所述的基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述連接單元(2)與測斜單元(I)連接時，連接單元(2)的凹槽B (201)應與測斜單元(I)的凹槽A (101)對齊。
【專利摘要】本實用新型涉及到一種基于分布式光纖的邊坡深部變形監(jiān)測系統(tǒng)。其包括測斜單元、連接單元、分布式光纖、分布式光纖調制解調儀、測孔和回填料；所述測斜單元由外部帶有四個凹槽的測斜管構成，該凹槽內通過扎帶固定有穿過的分布式光纖；所述測斜單元有多段，通過連接單元連接以構成分布式光纖載體；所述分布式光纖調制解調儀與分布式光纖載體頂部的光纖引出線連接，進行光纖變形數(shù)據采集；所述測孔位于邊坡深部，其內插有分布式光纖載體；所述回填料填在測孔與分布式光纖載體的空隙間。因此，本實用新型可廣泛應用于邊坡、滑坡工程的深部變形監(jiān)測，尤其適用于對邊坡、滑坡的早期變形感知，可為邊坡、滑坡監(jiān)測預警提供數(shù)據支撐。
【IPC分類】G01B11/16
【公開號】CN204902782
【申請?zhí)枴緾N201520701412
【發(fā)明人】孫志杰, 申俊敏, 張艷聰, 馬林, 趙建斌, 董立山, 姚廣, 彭小慶
【申請人】山西省交通科學研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月10日