1.一种基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:
1)首先设置一套完整的、改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法共用的基于无线传输的数据收发系统;
所述改进的测量机器人监测方法是指通过设置简易装置调节全自动全站仪的通视条件来进行边坡表面似矩形监测网上的目标棱镜的搜寻,自带数据储存系统自动收集、记录监测数据,进而连接基于无线传输的数据收发系统进行监测数据收发,从而实现边坡位移的全方面监测的方法;
所述改进的TDR监测方法是一种远程的电子测量方法,通过将TDR同轴电缆埋设距防护桩1m‑2m处并与防护桩施工同步进行,TDR同轴电缆作为传感器,同轴电缆测试仪发送电脉冲并将整个同轴电缆长度的相对阻抗变化数据测读和记录下来,之后配备多路复用器,对多点进行同时监测,进而连接基于无线传输的数据收发系统进行监测数据收发,从而实现边坡位移的全方面监测的方法;
所述基于无线传输的数据收发系统包括数据采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、终端模块;
所述数据采集模块包括测量机器人数据采集子模块和TDR同轴电缆数据采集子模块;
所述测量机器人数据采集子模块和TDR同轴电缆数据采集子模块是指测量机器人数据采集子模块与改进的测量机器人数据储存系统单独有线连接、TDR同轴电缆数据采集子模块与同轴电缆检测仪单独有线连接,待改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法开始工作时,自动进行数据采集,并以数据采集模块整体储存;
所述无线传输模块是指与数据采集模块和数据处理分析模块双向连接,用以数据的无线、实时、远程、精确收发;
所述数据处理分析模块是指与无线传输模块和终端模块双向连接,用来处理分析数据采集模块经无线传输模块传输至此的数据和相关图像;进一步将处理、分析后的数据和相关图像传输至终端模块;
所述数据处理分析模块进行数据和相关图像的处理分析是指对用以判断地表位移、变形的三维坐标数据及相关图像和用以判断地下位移、变形的TDR同轴电缆的变形数据及相关图像,进行归类、对比、分析后,在短时间内准确输出数据报表和相应的位移、变形图;
所述终端模块是指与数据处理分析模块连接用以接收数据处理分析模块传来的各种处理、分析后的数据和相关图像,将各类直观的数据报表和具体的边坡位移、变形图形呈现给观测人员;
2)进一步根据边坡各施工阶段特点进行运用改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法进行边坡分阶段组合监测的阶段规划与相关布设,施工开始至防护桩施工开始时,采用改进的测量机器人监测方法作为主要监测手段,进一步对改进的测量机器人监测方法进行相关布设;待防护桩施工开始时介入改进的TDR监测方法,进一步对改进的TDR监测方法进行相关布设;进一步进行改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法的组合监测;
所述对改进的测量机器人监测方法进行相关布设是指在坡顶和坡底选择较为平整地段安装并固定可移动式升降台装置;进一步在其上安装测量机器人;进一步布设测点,形成全方位观测网;进一步调整测量机器人位置,使其能搜寻到每一个测点并将测量机器人固定;进一步连接基于无线传输的数据收发系统;
所述对改进的TDR监测方法进行相关布设是指待进行防护桩施工钻孔时,在防护桩旁
1m‑2m处同步钻孔;进一步安装TDR同轴电缆;进一步进行水泥砂浆灌注,紧密结合周围岩土和TDR同轴电缆;进一步连接同轴电缆检测仪;进一步连接基于无线传输的数据收发系统。
2.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述基于无线传输的数据收发系统的数据采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、终端模块均是内置可更换充电电池,无需供电设备,所述终端模块可以是计算机端和手机端。
3.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述基于无线传输的数据收发系统的无线传输模块可以是5G无线模块、4G无线模块或Wi‑Fi无线模块。
4.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述可移动式升降台装置,由半圆形轨道和升降台组成;所述半圆形轨道,由内半轨和外半轨组成,在内外半轨中线上按等距离设置螺栓帽,实现升降台的移动与固定;所述升降台为手动升降台,升降台底部两侧设有对称滚轴、中间设有螺栓孔,安装于半圆轨道之上,台面设置测量机器人固定螺栓,实现测量机器人的固定。
5.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述改进的测量机器人监测方法实现边坡位移的全方面监测,指所采用的测量机器人为具有高精度和坚固耐用的TM30测量机器人,在坡顶和坡底分别安装一台于可移动式升降台之上作为两个基准点,命名为J01、J02;进一步同时进行自上而下和自下而上成正三角形式对称布设普通圆形棱镜作为观测点,整体构成类似矩形全方位监测网;进一步利用TM30测量机器人的高精度空间定位技术确定其基准点和坐标;进一步将测量机器人数据储存系统单独有线连接于测量机器人数据采集子模块;进一步通过手动设置参数控制TM30测量机器人对每个监测点进行5‑10次自动巡回观测,得出三维观测数据和相应图像;进一步将数据和相应图像转存至单独连接的测量机器人数据采集子模块;进一步完成后续数据收发和监测。
6.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述改进的TDR监测方法实现边坡位移的全方面监测,指首先需要待边坡防护桩施工钻孔时在距防护桩1m‑2m处位置同步钻孔,并将TDR同轴电缆安放在钻孔中;进一步将TDR同轴电缆与同轴电缆测试仪相连,同轴电缆测试仪作为信号源,发出步进的电压脉冲通过同轴电缆进行传输,同时反映从同轴电缆中反射回来的脉冲信号;进一步将TDR同轴电缆数据采集子模块连接到同轴电缆测试仪之上,对同轴电缆测试仪起控制作用,记录和存储从同轴电缆中反射回来的脉冲信号;进一步配备多路复用器,以对多点进行同时监测;进一步完成后续数据收发和监测。
7.如权利要求5所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,特征在于:所述整体构成类似矩形全方位监测网,指首先分别大致测出坡顶和坡底横向宽度,作为上下两等边三角形的底边,记为上边1、下边1;进一步将两底边按1m‑1.5m等距离划分为n段,形成n‑1个等分点和两顶点;进一步将n‑1个等分点和两顶点作为棱镜安放点并标记;进一步以上下等边三角形两底边为基准确定另外四条边位置,记为上边2、下边2、上边3、下边3,并与两底边同方法划分和标记;进一步将带有螺纹孔的棱镜基座依次固定在标记点位置;进一步将带有螺丝的普通圆形棱镜依次安装于基座之上;进一步由上下边1、边2、边3组成两个大等边三角形监测网,两者结合整体近似为矩形,作为两个标准面;进一步根据边坡特点,在边坡易失稳部位进行上、下标准面边2和边3上一等分点、二等分点、三等分点……n‑1等分点连线上的棱镜的等距离布置,形成上下标准面内部小等边三角形子网;进一步把上、下边1的两顶点任意一点作为测量机器人巡回观测的起点;进一步自起点开始依次命名为G01、G02、G03……Gn2‑n;进一步形成坡顶和坡底测量机器人绕标准面边1及边2和边3一等分点、二等分点、三等分点……n‑1等分点的连线,成S型路线搜寻棱镜的整体全方位类似矩形监测网。
8.如权利要求5所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述测量机器人对每个监测点进行5‑10次自动巡回观测所采集的三维观测数据和相应图像,指测量机器人进行5‑10次自动巡回观测各个固定监测点每一次的三维坐标和相应的位移、变形图像;所述完成后续数据收发和监测是指测量机器人数据采集子模块采集和储存上述三维坐标和相应位移、变形图像,其中三维坐标记为M1,M2,M3…Mn;进一步将采集和储存的三维坐标和相应位移、变形图像经无线传输模块传输至数据处理分析模块,经数据处理分析模块处理、分析后,得到两两差值作为观测点的变形量,记为Δ1=M2‑M1,Δ2=M3‑M2,…Δn=Mn‑Mn‑1,并归类出具体位移、变形图;进一步将处理、分析后的直观数据报表和具体位移、变形图传输至终端模块,用以监测地表位移、变形发展状况,主要包括水平位移、竖直位移监测和裂缝监测。
9.如权利要求6所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:所述记录和存储从同轴电缆中反射回来的脉冲信号,进一步完成后续数据收发和监测,指同轴电缆由于边坡失稳发生扭曲、弯折、断开等变形时,特征阻抗会因此发生变化,电脉冲信号也会因此发生反射并产生一个反射信号,当同轴电缆测试仪接收到反射信号以后,将发射信号与反射信号的延时、波长、范围、强度的数据以及相关图像转存至TDR同轴电缆数据采集子模块;进一步将上述数据和相关图像经无线传输模块传输至数据处理分析模块;进一步数据处理分析模块对数据和相关图像进行分析、对比,归类;进一步得到清晰的位移及变形图和数据报表;进一步将位移及变形图和数据报表传输至终端模块;进一步判断同轴电缆发生变形的位置以及变形类型,从而判断整个区域的边坡土体是否会发生变形,主要监测地下位移,证实和确定正在发生位移的构造特征,确定潜在滑动面深度,判断主滑动面深度,判断主滑方向,判断边坡加固工程效果。
10.如权利要求1‑9任一项所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法,其特征在于:前期未进行加固工程防护桩施工时主要应用改进的测量机器人监测方法进行监测,测量机器人经测量机器人数据采集子模块单独连接基于无线传输的数据收发系统,TDR数据采集子模块不工作,待边坡防护桩开始施工时介入改进的TDR监测方法,经TDR数据采集子模块连接基于无线传输的数据收发系统,之后进行组合监测。