CN217110911U - 一种边坡工程光纤测斜仪及其检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边坡工程光纤测斜仪及其检测***，所述边坡工程光纤测斜仪设于边坡中，包括：耦合管和监测光纤；所述耦合管包括粗管和细管，所述粗管的外径与边坡中现有测斜孔的内径相同；所述粗管内设有孔洞，所述监测光纤固接在细管外侧，所述监测光纤通过所述细管嵌入所述粗管内部的孔洞中；所述监测光纤用于监测光纤变形引起的反射光波形变化。本发明能够提高监测精度，节约人力成本和时间成本。

Description

一种边坡工程光纤测斜仪及其检测***

技术领域

本实用新型涉及一种边坡工程光纤测斜仪及其检测***，属于大坝安全监测技术领域。

背景技术

近年来，世界大气候逐步恶化，全球变暖，台风暴雪等各种极端天气也在增多，这些因素都是滑坡灾害的导火索，如任其发展，后果不堪设想。内部变形是反映边坡结构稳定状态的重要信息，对其开展安全监测，有助于寻找潜在的滑动面，对分析评估边坡的安全状况具有重要意义。传统技术，如钻孔测斜仪、多点位移计、引伸计等已在实际边坡、堤防工程中取得了较为可靠的监测效果，但这些技术大多需要人工现场测量，工作量大，易受恶劣的气候条件影响，实时性弱，不能满足结构安全实时诊断和预警的需求。

光纤传感器由于其质量轻、体积小、防水、耐腐蚀、抗电磁干扰、灵敏度高、可进行大容量信息的实时测量等优点，被逐渐应用于土木、水利工程变形监测领域。以边坡为例，目前光纤传感器多采用埋入的方式，将光纤与刚性介质（锚杆、钢筋等）进行黏合后再植入边坡，通过刚性材料变形推测边坡变形。刚性材料的植入通常发生于边坡工程的施工阶段或发现问题后的补强加固阶段，不能满足边坡结构安全实时诊断和预警的需求。本实用新型利用现有测斜孔进行改造，在不破坏基体结构的情况通过植入橡胶管与内部光纤的耦合管来监测基体情况，更容易实现边坡内部变形的实时监测和预警时，相较于埋入式更具有优势，并具有极大的工程应用价值。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种边坡工程光纤测斜仪及其检测***，本发明能够提高监测精度，节约人力成本和时间成本。为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本实用新型提供了一种边坡工程光纤测斜仪，设于边坡中，包括：耦合管和监测光纤；

所述耦合管包括粗管和细管，所述粗管的外径与边坡中现有测斜孔的内径相同；

所述粗管内设有孔洞，所述监测光纤固接在细管外侧，所述监测光纤通过所述细管嵌入所述粗管内部的孔洞中；所述监测光纤用于监测光纤变形引起的反射光波形变化。

结合第一方面，进一步地，所述粗管有1根，所述细管有2根。

结合第一方面，进一步地，所述粗管和细管的材质均为实心软质橡胶管。

结合第一方面，进一步地，所述粗管、细管和监测光纤紧密接触无间隙。

结合第一方面，可选地，所述耦合管放入现有测斜孔后随现有测斜孔以及周围边坡同步变形，且对现有测斜孔的变形敏感，便于测量边坡工程光纤测斜仪中监测光纤精确感测应变。

结合第一方面，进一步地，所述监测光纤为分布式光纤，以缠绕的方式固接在细管外侧。

结合第一方面，进一步地，还包括钢管，所述钢管用于套在固接了所述监测光纤的细管的外侧，所述钢管在固接了所述监测光纤的细管植入粗管完成后抽出。

结合第一方面，可选地，所述耦合管的形状由现有测斜孔形状而定。

结合第一方面，进一步地，所述粗管外侧固接有筋条，所述筋条用于嵌入边坡中现有测斜孔。

结合第一方面，进一步地，所述粗管的外径包括粗管外表面的直径和筋条的厚度。

结合第一方面，进一步地，所述粗管内的孔洞设于靠近粗管的管壁处。

第二方面，本实用新型公开了一种边坡工程检测***，包括第一方面所述的边坡工程光纤测斜仪和远程监控中心，所述边坡工程光纤测斜仪与所述远程监控中心连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例所提供的一种边坡工程光纤测斜仪及其检测***所达到的有益效果包括：

本实用新型的一种边坡工程光纤测斜仪，设于边坡中，包括：耦合管和监测光纤；耦合管包括粗管和细管，所述粗管的外径与边坡中现有测斜孔的内径相同；粗管内设有孔洞，监测光纤固接在细管外侧，监测光纤通过细管嵌入所述粗管内部的孔洞中；监测光纤用于监测光纤变形引起的反射光波形变化；能够将分布式光纤传感技术和边坡现有测斜孔相结合，丰富了高边坡安全监测数据的时空密度；

本实用新型的一种边坡工程检测***，包括边坡工程光纤测斜仪和远程监控中心，边坡工程光纤测斜仪与远程监控中心连接；能够自动监测边坡变形，提高了监测精度，节约人力成本和时间成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种边坡工程光纤测斜仪的外部结构简图；

图2是本发明实施例一提供的一种边坡工程光纤测斜仪的内部布置图；

图3是本发明实施例二提供的一种边坡工程检测***。

图中：

1、耦合管；11、粗管；12、细管；

2、监测光纤；

3、钢管；

4、传输光缆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

本发明实施例提供了一种边坡工程光纤测斜仪，包括：耦合管1、监测光纤2和钢管3。

如图1所示，耦合管1的形状由现有测斜孔形状而定。耦合管1包括1根粗管11和2根细管12。粗管11外侧固接有筋条，筋条用于嵌入边坡中现有测斜孔，避免扭转变形。粗管11外表面的直径和筋条的厚度构成粗管11的外径，粗管11的外径与边坡中现有测斜孔的内径相同，在本实施例中，取值为5cm。

如图2所示，粗管11内设有孔洞，监测光纤2固接在细管12外侧，监测光纤2通过所述细管12嵌入粗管11内部的孔洞中。在本实施例中，细管12直径为1cm。

监测光纤2为分布式光纤，光纤直径为0.125mm，以缠绕的方式固接在细管12外侧，下端为信号接收端，上端为信号输出端，每圈间隔1m，以保证边坡变形的监测数据足够多，丰富监测数据的时空密度。

粗管11和细管12的材质均为实心软质橡胶管，保证在放入现有测斜孔后能够随测斜孔以及周围边坡同步变形，且对测斜孔的变形比较敏感，便于边坡工程光纤测斜仪上的监测光纤2精确感测应变。粗管11、细管12和监测光纤2紧密接触无间隙。

如图2所示，钢管3为空心管，钢管3直径与细管12直径一致，为1cm。钢管3用于将固接了监测光纤2的细管12植入粗管11中，通过套在细管12外侧一起放入粗管11中，细管12植入粗管11完成后抽出。钢管3起到加筋的作用，防止放入粗管11时对监测光纤2造成磨损。

边坡工程光纤测斜仪的工作原理是根据边坡工程光纤测斜仪和周围地质材料的变形保持一致的假设，由边坡工程光纤测斜仪测得边坡的内部位移。当边坡内部发生变形，岩土体挤压测斜孔，安装在测斜孔中的边坡工程光纤测斜仪也发生变形，由于粗管11、细管12和监测光纤2紧密接触无间隙，边坡工程光纤测斜仪监测到的位移量即为边坡内部相应位置的位移量。测量时，向监测光纤2注入泵浦光和探测光，由于边坡变形会引起监测光纤2变形，从而使光反射波形发生变化，产生受激布里渊散射。通过测量反向散射光和监测光纤2输出光功率大小，能够获得监测光纤2上各点的应变值，也即边坡工程光纤测斜仪相应点的应变。通过边坡工程光纤测斜仪应变与挠度位移的关系，计算边坡工程光纤测斜仪上相应点的位移，由此得到边坡内部对应点的位移。

实施例二：

如图3所示，本实用新型实施例提供了一种边坡工程检测***，包括远程监控中心和实施例一所述的边坡工程光纤测斜仪。边坡工程光纤测斜仪与远程监控中心通过传输光缆4连接。

远程监控中心包括光纳仪、连接光缆、控制计算机和监控计算机。光纳仪通过传输光缆4连接边坡工程光纤测斜仪的监测光纤2，获得监测光纤2的实时数据。光纳仪通过连接光缆与控制计算机连接，由控制计算机计算边坡工程光纤测斜仪上相应点的位移，由监控计算机实时显示边坡内部对应点的位移。

本实用新型将分布式光纤传感技术和边坡现有测斜孔相结合，能够自动监测边坡变形，提高了监测精度，节约人力成本和时间成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，设于边坡中，包括：耦合管和监测光纤；

所述耦合管包括粗管和细管，所述粗管的外径与边坡中现有测斜孔的内径相同；

所述粗管内设有孔洞，所述监测光纤固接在细管外侧，所述监测光纤通过所述细管嵌入所述粗管内部的孔洞中；所述监测光纤用于监测光纤变形引起的反射光波形变化。

2.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，所述粗管有1根，所述细管有2根。

3.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，所述粗管和细管的材质均为实心软质橡胶管。

4.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于， 所述粗管、细管和监测光纤紧密接触无间隙。

5.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，所述监测光纤为分布式光纤，以缠绕的方式固接在细管外侧。

6.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，还包括钢管，所述钢管用于套在固接了所述监测光纤的细管的外侧，所述钢管在固接了所述监测光纤的细管植入粗管完成后抽出。

7.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，所述粗管外侧固接有筋条，所述筋条用于嵌入边坡中现有测斜孔。

8.根据权利要求7所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，所述粗管的外径包括粗管外表面的直径和筋条厚度。

9.根据权利要求1所述的边坡工程光纤测斜仪，其特征在于，所述粗管内的孔洞设于靠近粗管的管壁处。

10.一种边坡工程检测***，其特征在于，包括权利要求1~9所述的边坡工程光纤测斜仪和远程监控中心，所述边坡工程光纤测斜仪与所述远程监控中心连接。

Images