CN113670182B - 用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法、***及终端 - Google Patents

Abstract

本发明属于滑坡监测技术领域，公开了一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法、***及终端，确定滑体监测点位置，在滑体所选定的位置上安装指示棒；确定基准桩位置并安装基准桩，安装拉伸位移测量器；测量监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，计算滑体运动特征参量。本发明用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法目的是充分利用深部空间条件，获取包括滑坡的位移、运动方向、运动速度在内的滑坡深部运动参量信息。该方法优点在于继承了拉绳位移传感器的安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高等优点基础上，同时又弥补了传统测量方法的不足，可实现滑坡大量程，及包括运动位移、速度和运动方向观测。

Description

用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法、***及终端

技术领域

本发明属于滑坡监测技术领域，尤其涉及一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法、***及终端。

背景技术

目前，随着国家大型工程建设推进，平硐工程在一些重大滑坡勘察工作得到了应用。类似平硐等深部隧洞为直接观测滑坡深部结构提供了窗口，同时为观测滑坡深部运动特征提供良好条件。

获取滑坡运动特征信息对于分析滑坡的稳定性与演化过程具有重要意义。滑坡深部运动信息较浅表层运动信息更能反映滑坡真实运动状态。目前常用的滑坡深部位移监测方法主要是钻孔测斜仪，然而，由于滑坡变形往往比较大，滑坡深部变形可达数十公分甚是上米，大大超出了现有钻孔测斜仪测量量程，经常发生钻孔测斜仪失效的情况；并且随着深度越深，测量精度越低，测量精度往往也难满足测量需求；此外，深部测斜的数据无法准确测出滑坡具体运动方向。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：测量精度低、量程较小、难以测量滑坡运动方向等关键运动参量测量。

解决以上问题及缺陷的难度为：测量深部变形的关键是测量滑坡滑带位置处位移，而滑带深度往往较深，可达数十米，决定了深部的测量的累计误差会比较大，导致深部测量精度和可靠度比较低。在深部，测斜装置导轨的初始方法无法确定，从而也使得该方法难以准确测量出滑坡运动方向。此外，基于钻孔测斜仪的深部测量的技术，难以满足滑坡大变形监测需求。可见，由于常规的钻孔测斜技术存在测量精度低、量程较小、深部方位无法确定等基础性问题，因此基于常规的测斜方法难以获取到可靠的以深部变形为表征的滑坡运动参量。

解决以上问题及缺陷的意义为：充分利用重大滑坡中深部勘探平硐，引入高精度大量程的拉绳位移测量器，发明一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法、***及终端，实现滑坡大量程的滑坡运动特征参量高精度测量。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法、***及终端。

本发明是这样实现的，一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，包括：

步骤一，确定滑体监测点位置，在滑体所选定的位置上安装指示棒；

步骤二，确定基准桩位置并安装基准桩，安装拉伸位移测量器；

步骤三，测量监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，计算滑体运动特征参量。

进一步，所述步骤一中，确定滑体监测点位置具体过程为：

在隧洞掌子面上确定滑体监测点位置，用于布设指示棒，指示滑坡运动；根据滑带厚度确定滑体监测点的位置，A点在滑带垂向上方且位于滑带水平分量的中点处，到滑带的距离H取滑带厚度h和50cm两者之间的最大值，即H＝max{h,50}。

进一步，所述步骤一中，在滑体所选定的位置上安装指示棒具体过程为：

在选取点位置后，水平向***指示棒，要求指示棒为不锈钢材料，具有一定的耐腐蚀性，要求指示棒长60cm，指示棒***滑体长度为总长2/3，即指示棒***滑体中40cm，外部预留20cm，确保指示棒具有较高强度，在随滑坡体运动时不会发生变形；

指示棒需要预留一直径2mm的圆孔使拉绳位移测量器的不锈钢拉绳运动段能够固定在指示棒上随滑坡体一起运动。

进一步，所述步骤二中，确定基准桩位置并安装基准桩具体过程为：

基准桩有两个，竖向布设，设于平硐底部；基准桩为C30混凝土立方体柱子，横截面尺寸为15cm×15cm，高度要求在安装拉绳位移测量器后拉绳发射端的高度与指示棒所处高度一致；

第一基准桩上拉绳位移传感器发射端端口距离掌子面的水平距离为20cm，与指示棒外端端点距离掌子面距离一致，第一基准桩上拉绳位移测量器发射端端口距离指示棒50cm；第二基准桩上拉绳位移测量器发射端端口到掌子面的水平距离为70cm，与第一监测桩拉绳位移测量器发射端端口拉绳位移测量器发射端端口的连线垂直于掌子面；

指示棒外端点、第一基准桩拉绳位移测量器发射端端口和第二基准桩拉绳位移测量器发射端端口三点在水平面上投影形成等腰直角形；基准桩在浇筑完成后在顶部预留4个螺纹孔，用于固定拉绳位移测量器的底座。

进一步，所述步骤二中，安装拉伸位移测量器具体过程为：

将拉绳位移测量器的安装底座通过螺丝安装在混凝土基准桩上，拉绳位移测量器通过底座与基准桩相连；

第一传感器和第二传感器在安装时出线口应对准指示棒外端点；通过调节支架的螺钉保证拉绳位移测量器保持水平；拉绳拉出所需长度后穿过指示棒预留的圆孔并通过拉绳末端带有的金属卡扣与指示棒外端点连接。

进一步，所述步骤三中，测量监测点之间相对位置和方位具体过程为：

首先通过测量工具分别测量并记录指示棒外端点到第一基准桩上拉绳位移测量器出线口和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口的初始距离L₂、L₃，再利用测量工具测量第一基准桩和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离L₁，通过罗盘记录A、B连线的初始方位，记为θ；由于指示棒随着滑坡的运动而运动，指示棒的位置发生改变，由A点变化为A′点，AB和AC的方位也发生变化，利用拉绳位移测量器记录AB与AC的增长量ΔL₂、ΔL₃，得到A′B的距离L₂′为(L₂+ΔL₂)，A′C的距离L₃′为L₃+ΔL₃根据三点的位置关系和长度变化借助三角函数就能推算出滑坡的位移以及滑动方向。

进一步，所述步骤三中，监测测线拉伸长度具体过程为：

采用拉伸位移测量器监测棒外端点与第一基准桩上拉绳位移测量器出线口和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离变化值，得到位移随时间的序列数据。即f(t,m)，f(t,n)，m和n分别代表沿x轴和y轴方向的位移。

进一步，所述步骤三中，运动特征参量包括：运动位移、运动速度、运动方向。

进一步，所述步骤三中，计算滑体运动特征参量具体过程为：

将采集到的数据带入下列公式可以分别求得滑坡的位移、运动速度、方向；运动位移公式如下：

运动速度公式如下：

滑坡的实际滑动方向θ′：

θ′＝θ+γ。

本发明另一目的在于提供一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量***包括：

滑体监测点位置模块，用于确定滑体监测点位置；

指示棒，用于安装在滑体所确定的所述滑体监测点位置；

基准桩，安装再确定的基准桩位置上；

伸位移测量器，安装在确定的基准桩位置上；

滑体运动特征参量计算模块，用于测量确定的所述滑体监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，并计算滑体运动特征参量。

本发明另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，包括下列步骤：

步骤一，确定滑体监测点位置，在滑体所选定的位置上安装指示棒；

步骤二，确定基准桩位置并安装基准桩，安装拉伸位移测量器；

步骤三，测量监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，计算滑体运动特征参量。

本发明另一目的在于提供一种1信息数据处理终端，所述信息数据处理终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

(1)本发明专利继承了拉绳位移传感器的高精度与大量程特点，测量精度可达0.1mm，测量量程可达米级；

(2)本发明专利通过实施监测既定方位的位移，可以实现滑坡运动方位测量。

(3)本发明整套设备具备安装成本低，安装简单，测量结果精确的优点，设备中基准桩的主要材料混凝土，且混泥土方量小，也促使该设备的安装成本低。设备安装简单，通过在基准桩上安装拉绳位移传感器与指示棒相连就可实现对滑坡位移的监测.

(4)本发明通过拉绳位移传感器采集监测的数据可以同时计算出任意时刻滑坡在x方向和y方向的位移并能计算出滑坡的实际滑动方向，提高实时性，为科学研究提供精确的数据支撑

(5)本发明采用拉绳位移传感器能够实现全自动采集，实时性好，从而实现全自动监测。

本发明用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法目的是充分利用深部空间条件，获取包括滑坡的位移、运动方向、运动速度在内的滑坡深部运动参量信息。该方法优点在于继承了拉绳位移传感器的安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高等优点基础上，同时又弥补了传统测量方法的不足，可实现滑坡大量程，及包括运动位移、速度和运动方向观测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的监测点位置示意图。

图3是本发明实施例提供的拉绳位移传感器布置平面图。

图4是本发明实施例提供的基准桩示意图；

图4中：1、混凝土基准桩；2、安装底座；3、拉绳出现口；4、编译器。

图5是本发明实施例提供的测量方法三维视图；

图5中：5、拉绳位移传感器；6、拉绳；7、指示棒；8、滑坡体；9、滑带；10、基岩。

图6是本发明实施例提供的测量点位置图。

图7是本发明实施例提供的实例计算图。

图8是本发明实施例提供的Δx、Δy关于t的图像示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供的用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的仅仅是一个具体实施例而已。

如图1所示，本发明实施例提供的用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，包括：

S101：确定滑体监测点位置，在滑体所选定的位置上安装指示棒。

S102：确定基准桩位置并安装基准桩，安装拉伸位移测量器。拉绳位移传感器可采用MPS-S和MPS-M系列拉伸位移测量器。

S103：测量监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，计算滑体运动特征参量。

本发明实施例提供的S101中，确定滑体监测点位置具体过程为：

在隧洞掌子面上确定滑体监测点位置，用于布设指示棒，指示滑坡运动；根据滑带厚度确定滑体监测点的位置，A点在滑带垂向上方且位于滑带水平分量的中点处，到滑带的距离H取滑带厚度h和50cm两者之间的最大值，即H＝max{h,50}。

本发明实施例提供的S101中，在滑体所选定的位置上安装指示棒具体过程为：

在选取点位置后，水平向***指示棒，要求指示棒为不锈钢材料，具有一定的耐腐蚀性，要求指示棒长60cm，指示棒***滑体长度为总长2/3，即指示棒***滑体中40cm，外部预留20cm，确保指示棒具有较高强度，在随滑坡体运动时不会发生变形；

指示棒需要预留一直径2mm的圆孔使拉绳位移测量器的不锈钢拉绳运动段能够固定在指示棒上随滑坡体一起运动。

本发明实施例提供的S102中，确定基准桩位置并安装基准桩具体过程为：

基准桩有两个，竖向布设，设于平硐底部；基准桩为C30混凝土立方体柱子，横截面尺寸为15cm×15cm，高度要求在安装拉绳位移测量器后拉绳发射端的高度与指示棒所处高度一致；

第一基准桩上拉绳位移传感器发射端端口距离掌子面的水平距离为20cm，与指示棒外端端点距离掌子面距离一致，第一基准桩上拉绳位移测量器发射端端口距离指示棒50cm；第二基准桩上拉绳位移测量器发射端端口到掌子面的水平距离为70cm，与第一监测桩拉绳位移测量器发射端端口拉绳位移测量器发射端端口的连线垂直于掌子面；指示棒外端点、第一基准桩拉绳位移测量器发射端端口和第二基准桩拉绳位移测量器发射端端口三点在水平面上投影形成等腰直角形；基准桩在浇筑完成后在顶部预留4个螺纹孔，用于固定拉绳位移测量器的底座；混凝土基准桩1上端固定有安装底座2，安装底座2上固定有拉绳位移测量器，拉绳位移测量器上固定有拉绳出现口3和编译器4。

本发明实施例提供的S102中，安装拉伸位移测量器具体过程为：

将拉绳位移测量器的安装底座通过螺丝安装在混凝土基准桩上，拉绳位移测量器通过底座与基准桩相连；

第一传感器和第二传感器在安装时出线口应对准指示棒外端点；通过调节支架的螺钉保证拉绳位移测量器保持水平；拉绳拉出所需长度后穿过指示棒预留的圆孔并通过拉绳末端带有的金属卡扣与指示棒外端点连接。

本发明实施例提供的S103中，测量监测点之间相对位置和方位具体过程为：

首先通过测量工具分别测量并记录指示棒外端点到第一基准桩上拉绳位移测量器出线口和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口的初始距离L₂、L₃，再利用测量工具测量第一基准桩和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离L₁，通过罗盘记录A、B连线的初始方位，记为θ；由于指示棒随着滑坡的运动而运动，指示棒的位置发生改变，由A点变化为A′点，AB和AC的方位也发生变化，利用拉绳位移测量器记录AB与AC的增长量ΔL₂、ΔL₃，得到A′B的距离L₂′为(L₂+ΔL₂)，A′C的距离L₃′为L₃+ΔL₃根据三点的位置关系和长度变化借助三角函数就能推算出滑坡的位移以及滑动方向。

本发明实施例提供的S103中，监测测线拉伸长度具体过程为：

采用拉伸位移测量器监测棒外端点与第一基准桩上拉绳位移测量器出线口和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离变化值，得到位移随时间的序列数据。即f(t,m)，f(t,n)，m和n分别代表沿x轴和y轴方向的位移。

本发明实施例提供的S103中，计算滑体运动特征参量具体过程为：

运动特征参量包括：运动位移、运动速度、运动方向。

将采集到的数据带入下列公式可以分别求得滑坡的位移、运动速度、方向；运动位移公式如下：

运动速度公式如下：

滑坡的实际滑动方向θ′：

θ′＝θ+γ (6)

本发明还提供一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量***包括：

滑体监测点位置模块，用于确定滑体监测点位置；

指示棒，用于安装在滑体所确定的所述滑体监测点位置；

基准桩，安装再确定的基准桩位置上；

伸位移测量器，安装在确定的基准桩位置上；

滑体运动特征参量计算模块，用于测量确定的所述滑体监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，并计算滑体运动特征参量。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细的描述。

1、确定滑体监测点位置

如图2所示，在隧洞掌子面上确定滑体监测点(A点)位置，用于布设指示棒，指示滑坡运动。根据滑带厚度确定滑体监测点的位置，A点在滑带垂向上方且位于滑带水平分量的中点处，到滑带的距离H取滑带厚度h和50cm两者之间的最大值，即H＝max{h,50}，其目的是减小滑坡滑带剪切运动时该点的影响，保证该点能够指示滑体运动。

2、在滑体所选定的位置上安装指示棒

在选取点位置后，水平向***指示棒，要求指示棒为不锈钢材料，具有一定的耐腐蚀性，要求指示棒长60cm，指示棒***滑体长度为总长2/3，即指示棒***滑体中40cm，外部预留20cm。其目的是确保指示棒具有较高强度，在随滑坡体运动时不会发生变形。指示棒需要预留一直径2mm的圆孔使拉绳位移测量器的不锈钢拉绳运动段能够固定在指示棒上随滑坡体一起运动。

3、确定基准桩位置并安装基准桩

基准桩有两个，竖向布设，设于平硐底部。基准桩为C30混凝土立方体柱子，横截面尺寸为15cm×15cm，高度要求在安装拉绳位移测量器后拉绳发射端的高度与指示棒所处高度一致。第一基准桩上拉绳位移传感器发射端端口距离掌子面的水平距离为20cm，与指示棒外端端点距离掌子面距离一致，第一基准桩上拉绳位移测量器发射端端口(B点)距离指示棒50cm。第二基准桩上拉绳位移测量器发射端端口(C点)到掌子面的水平距离为70cm，与第一监测桩拉绳位移测量器发射端端口拉绳位移测量器发射端端口的连线垂直于掌子面。如此，指示棒外端点、第一基准桩拉绳位移测量器发射端端口和第二基准桩拉绳位移测量器发射端端口三点在水平面上投影形成等腰直角形。第一、二基准桩与指示棒三者之间的位置关系见图3。基准桩在浇筑完成后在顶部预留4个螺纹孔，用于固定拉绳位移测量器的底座。基准桩示意图见图4，混凝土基准桩1上端固定有安装底座2，安装底座2上固定有拉绳位移测量器，拉绳位移测量器上固定有拉绳出现口3和编译器4。

4、安装拉伸位移测量器

如图5所示，混凝土基准桩1上端安装有拉绳位移传感器5，拉绳位移传感器5通过拉绳出现口3引出有拉绳6，拉绳6与指示棒7连接，指示棒7固定在滑坡体8上，滑坡体8下端为滑带9，滑带9下端为基岩10。

将拉绳位移测量器的安装底座通过螺丝安装在混凝土基准桩上，拉绳位移测量器可通过底座与基准桩相连。第一传感器和第二传感器在安装时出线口应对准指示棒外端点。通过调节支架的螺钉保证拉绳位移测量器保持水平。拉绳拉出所需长度后穿过指示棒预留的圆孔并通过拉绳末端带有的金属卡扣与指示棒外端点连接。

5、测量监测点之间相对位置和方位

如图6所示，首先通过测量工具分别测量并记录指示棒外端点(A点)到第一基准桩上拉绳位移测量器出线口(B点)和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口(C点)的初始距离L₂、L₃，再利用测量工具测量第一基准桩和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离L₁，通过罗盘记录A、B连线的初始方位，记为θ。由于指示棒随着滑坡的运动而运动，指示棒的位置发生改变，由A点变化为A′点，AB和AC的方位也发生变化，利用拉绳位移测量器记录AB与AC的增长量ΔL₂、ΔL₃，得到A′B的距离L₂′为(L₂+ΔL₂)，A′C的距离L₃′为L₃+ΔL₃根据三点的位置关系和长度变化借助三角函数就能推算出滑坡的位移以及滑动方向。

6、监测测线拉伸长度

采用拉伸位移测量器监测棒外端点(A点)与第一基准桩上拉绳位移测量器出线口(B点)和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口(C点)之间的距离变化值，得到位移随时间的序列数据。即f(t,m)，f(t,n)，m和n分别代表沿x轴和y轴方向的位移。

7、计算滑体运动特征参量

运动特征参量包括：运动位移、运动速度、运动方向。将采集到的数据带入下列公式可以分别求得滑坡的位移、运动速度、方向。

运动位移公式如下：

运动速度公式如下：

滑坡的实际滑动方向θ′：

θ′＝θ+γ (6)

下面结合仿真实验对本发明的技术方案作进一步的描述。

(1)确定滑体检测点位置

在隧洞掌子面上确定滑体监测点(A点)位置，用于布设指示棒，指示滑坡运动。根据滑带厚度确定滑体监测点的位置，设掌子面出露滑带的水平向长度为b厚度为h，该点位于掌子面出露滑带中点的上方，距离滑带的距离(H)取滑带厚度h和50cm两者之间的最大值，即H＝max{h,50}，其目的是减小滑坡滑带剪切运动时该点的影响，保证该点能够指示滑体运动。

(2)安装指示棒

依据步骤(1)在滑体所选定的位置上水平向***直径为30mm的指示棒，要求指示棒为不锈钢材料，具有一定的耐腐蚀性，指示棒长60cm，指示棒***滑体长度为总长的2/3，即指示棒***滑体中40cm，外部预留20cm。其目的是确保指示棒具有较高强度，在随滑坡体运动时不会发生变形。指示棒外端需要预留一直径2mm的圆孔使拉绳位移测量器的不锈钢拉绳运动段能够固定在指示棒上随滑坡体一起运动。

(3)确定基准桩位置并安装基准桩

确定基准桩位置并安装基准桩。基准桩有两个，竖向布设，设于平硐底部。基准桩为C30混凝土立方体柱子，横截面尺寸为15cm×15cm，高度要求在安装拉绳位移测量器后拉绳发射端的高度与指示棒所处高度一致。第一基准桩上拉绳位移测量器出线口距离掌子面的水平距离为20cm，与指示棒外端点距离掌子面距离一致，第一基准桩拉绳位移测量器出线口(B点)距离指示棒(A点)50cm。第二基准桩上拉绳位移测量器发射端端口(C点)到掌子面的水平距离为70cm，即AC连线的长度为50cm且与第一监测桩拉绳位移测量器发射端端口拉绳位移测量器发射端端口的连线垂直于掌子面。如此，指示棒外端点、第一基准桩拉绳位移测量器发射端端口和第二基准桩拉绳位移测量器发射端端口三点在水平面上投影形成等腰直角三角形。基准桩在浇筑完成后在顶部预留4个螺纹孔，用于固定拉绳位移测量器的底座。螺纹孔的规格为适配M4规格螺丝。

(4)安装拉伸位移测量器

该方法可以采用MPS-S和MPS-M系列拉绳位移测量器。将拉绳位移测量器的安装底座通过M4螺丝安装在混凝土基准桩上，拉绳位移测量器可通过底座与基准桩相连。第一传感器和第二传感器在安装时出线口应对准指示棒末端。通过调节支架的螺钉保证拉绳位移测量器保持水平。不锈钢钢索在安装时，需注意角度水平，即尽量使钢索由出线口水平拉至指示棒位置过程中，保持最小角度(容许偏差+/-30°)以确保量测精度及钢索的寿命。拉绳拉出所需长度后穿过指示棒预留的圆孔并通过拉绳末端带有的金属卡扣与指示棒外端连接。在对拉绳拉出时往返运动的瞬间加速度绝对不能超过1m/s2，防止钢索断裂。

(5)测量监测点之间相对位置和方位

如图7所示，首先通过测量工具(可选择使用皮尺)分别测量并记录指示棒末端(A点)到第一基准桩上拉绳位移测量器出线口(B点)和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口(C点)的初始距离L2＝50cm、L3＝70.7cm，再利用测量工具测量第一和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离L1＝50cm，通过罗盘记录A、B连线的初始方位，记为θ＝345°(即北偏西5°)。由于指示棒随着滑坡的运动而运动，指示棒的位置发生改变，由A点变化为A`点，AB和AC的方位也发生变化。

(6)计算滑体运动特征参量。

数据见表1。

表1△L₂、△L₃关于t的序列

t/月	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													ΔL<sub>2</sub>/mm	1.26	2.71	3.65	5.24	7.91	10.14	12.40	15.30	18.43	20.83	23.10	25.88
ΔL<sub>3</sub>/mm	1.04	2.24	3.02	4.34	6.56	8.41	10.30	12.71	15.32	17.33	19.23	21.55

根据上述公式(1)、(2)可计算出滑坡在X方向的位移Δx与t的序列及在Y方向的位移Δy与t的序列，根据公式(5)、(6)可实时计算出滑坡的实际滑动方向，详细数据见表2。

表2Δx、Δy关于t的序列

如图8所示，实际滑动方向为相对于滑坡初始方位的滑动方向；滑坡x、y方向的滑动速度为平均速度。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行***，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，其特征在于，所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，包括：

确定滑体监测点位置，在滑体所确定的所述滑体监测点位置上安装指示棒；

确定基准桩位置并安装基准桩，以及安装拉绳位移测量器；

测量确定的所述滑体监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，并计算滑体运动特征参量；

所述确定滑体监测点位置具体过程为：

在隧洞掌子面上确定滑体监测点位置，用于布设指示棒，指示滑坡运动；根据滑带厚度确定滑体监测点的位置，滑体监测点在滑带垂向上方且位于滑带水平分量的中点处，到滑带的距离H取滑带厚度h和50cm两者之间的最大值，即H＝max{h,50}；

所述在滑体所确定的所述滑体监测点位置上安装指示棒滑体包括：

在选取点位置后，水平向***指示棒，指示棒为不锈钢材料，指示棒长60cm，指示棒***滑体长度为总长2/3，确保指示棒在随滑坡体运动时不发生变形；

指示棒预留一直径2mm的圆孔使拉绳位移测量器的不锈钢拉绳运动段能固定在指示棒上随滑坡体一起运动；

所述确定基准桩位置并安装基准桩包括：

基准桩竖向布设，设于平硐底部；基准桩安装拉绳位移测量器后拉绳发射端的高度与指示棒所处高度一致；

基准桩包括第一基准桩、第二基准桩；

所述第一基准桩上拉绳位移传感器发射端端口距离掌子面的水平距离与指示棒外端端点距离掌子面距离一致；

所述第二基准桩上拉绳位移测量器发射端端口与第一基准桩上拉绳位移测量器发射端端口的连线垂直于掌子面；

指示棒外端点、第一基准桩拉绳位移测量器发射端端口和第二基准桩拉绳位移测量器发射端端口三点在水平面上投影形成等腰直角形；基准桩在浇筑完成后在顶部预留4个螺纹孔，用于固定拉绳位移测量器的底座；

所述安装拉绳位移测量器包括：

将拉绳位移测量器的安装底座通过螺丝安装在混凝土基准桩上，拉绳位移测量器通过底座与基准桩相连；

第一传感器和第二传感器在安装时出线口应对准指示棒外端点；通过调节支架的螺钉保证拉绳位移测量器保持水平；拉绳拉出所需长度后穿过指示棒预留的圆孔并通过拉绳末端带有的金属卡扣与指示棒外端点连接。

2.如权利要求1所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，其特征在于，所述测量确定的所述滑体监测点之间相对位置和方位具体包括：

首先通过测量工具分别测量并记录指示棒外端点A到第一基准桩上拉绳位移测量器出线口B和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口C的初始距离L₂、L₃，再利用测量工具测量第一基准桩和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离L₁，通过罗盘记录A、B连线的初始方位，记为θ；由于指示棒随着滑坡的运动而运动，指示棒的位置发生改变，由A点变化为A′点，AB和AC的方位也发生变化，利用拉绳位移测量器记录AB与AC的增长量ΔL₂、ΔL₃，得到A′B的距离L′₂为(L₂+ΔL₂)，A′C的距离L′₃为L₃+ΔL₃，根据三点的位置关系和长度变化借助三角函数就能推算出滑坡的位移以及滑动方向。

3.如权利要求2所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，其特征在于，所述监测测线拉伸长度包括：

采用拉绳位移测量器监测棒外端点与第一基准桩上拉绳位移测量器出线口和第二基准桩上拉绳位移测量器出线口之间的距离变化值，得到位移随时间的序列数据，即f(t，m)，f(t，n)，m和n分别代表沿x轴和y轴方向的位移。

4.如权利要求3所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，其特征在于，所述运动特征参量包括：运动位移、运动速度、运动方向；

计算滑体运动特征参量具体过程为：

将采集到的数据带入下列公式可以分别求得滑坡的位移、运动速度、方向；

运动位移公式如下：

运动速度公式如下：

滑坡的实际滑动方向θ′：

θ′＝θ+γ。

5.一种用于实施权利要求1～4任意一项所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法的用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量***，其特征在于，所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量***包括：

滑体监测点位置模块，用于确定滑体监测点位置；

指示棒，用于安装在滑体所确定的所述滑体监测点位置；

基准桩，安装在确定的基准桩位置上；

拉绳位移测量器，安装在确定的基准桩位置上；

滑体运动特征参量计算模块，用于测量确定的所述滑体监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，并计算滑体运动特征参量。

6.一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行权利要求1～4任意一项所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法，包括下列步骤：

步骤一，确定滑体监测点位置，在滑体所选定的位置上安装指示棒；

步骤二，确定基准桩位置并安装基准桩，安装拉绳位移测量器；

步骤三，测量监测点之间相对位置和方位和监测测线拉伸长度，计算滑体运动特征参量。

7.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～4任意一项所述用于深部隧洞测量滑坡运动特征参量的方法。

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