本實用新型屬于坡體傾斜測量技術領域，具體涉及一種坡體傾斜快速測量裝置。

背景技術：

坡體向斜運動即在地殼運動的強大擠壓作用下，巖層會發(fā)生塑性變形，產生一系列的波狀彎曲，坡體向斜運動往往帶來山體滑坡等自然災害，每次大的山體滑坡都會有一定的征兆，會出現(xiàn)小幅度的向下突變，這種突變人是感覺不到的，引起地面發(fā)生傾斜變化，這種突變長期積累勢必造成不可預估的后果。因此，建立地面監(jiān)測墩，對地面監(jiān)測墩的傾斜變化測量有助于判斷山體是否出現(xiàn)滑坡的一項重要依據?，F(xiàn)有的坡體傾斜變化測量裝置測量手段復雜，使用的儀器昂貴，因此，現(xiàn)如今缺少一種結構簡單、體積小、成本低、設計合理、操作快捷的坡體傾斜快速測量裝置，能夠快速測量出坡體傾斜的方位角和傾角，為滑坡地質災害和地表沉陷引起的地表傾斜的監(jiān)測提供一種有效手段。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種坡體傾斜快速測量裝置，其設計新穎合理，通過方位角測量機構直接觀察坡體方位角變化，通過傾角測量機構中旋轉平臺的圓柱水準儀二等效旋轉獲取坡體地面監(jiān)測墩傾角值，可快速、準確地獲取坡體地面監(jiān)測墩的傾斜方位角和傾斜值，進而分析出邊坡的傾斜情況。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：坡體傾斜快速測量裝置，其特征在于：包括安裝在地面監(jiān)測墩上的支架和安裝在支架上的支撐框，以及設置在支撐框內用于測量坡體傾角變化的傾角測量機構和設置在支撐框頂端用于測量坡體方位角變化的方位角測量機構，所述方位角測量機構包括安裝平臺以及設置在安裝平臺上的圓水準氣泡和羅盤，羅盤內設置有參考指針和指南針，安裝平臺通過多個調節(jié)螺栓固定在支撐框的頂端，所述傾角測量機構包括旋轉平臺和垂直安裝在旋轉平臺上且?guī)в锌潭鹊谋肀P，以及兩個與表盤所處平面垂直且相平行設置在旋轉平臺上的圓柱水準儀一，旋轉平臺的底端通過旋轉螺栓轉動安裝在支撐框的內底面上，表盤的頂端設置有連接軟管，連接軟管穿過支撐框的頂板連接在安裝平臺的底部，連接軟管穿過支撐框的延伸線與旋轉螺栓的軸向中心線重合，表盤為中空環(huán)形結構，表盤的內圈設置有旋轉環(huán)，旋轉環(huán)的外圈上安裝有旋轉指針，旋轉環(huán)的內圈沿直徑方向對稱設置有兩個固定塞，兩個固定塞上安裝有圓柱水準儀二。

上述的坡體傾斜快速測量裝置，其特征在于：所述旋轉指針的長度小于表盤的環(huán)寬。

上述的坡體傾斜快速測量裝置，其特征在于：所述旋轉指針所在的直線與圓柱水準儀二所在的直線垂直。

上述的坡體傾斜快速測量裝置，其特征在于：所述調節(jié)螺栓的數(shù)量至少為三個。

上述的坡體傾斜快速測量裝置，其特征在于：所述地面監(jiān)測墩的上表面與地面平行，旋轉平臺所在的平面與地面監(jiān)測墩上表面所在的平面平行。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型采用的測量裝置在支撐框上部安裝方位角測量機構，采用指南針與參考指針配合快速獲取地面監(jiān)測墩傾斜的方向信息及其角度大??；在支撐框內部安裝傾角測量機構，通過傾角測量機構中旋轉平臺的等效旋轉獲取坡體傾角變化，實現(xiàn)快捷方便。

2、本實用新型等效轉動旋轉平臺，通過旋轉平臺所在面與地面監(jiān)測墩上表面所在面的夾角計算原理，簡單快速測量坡體傾角角度值，可靠穩(wěn)定，使用效果好。

3、本實用新型原理簡單，實現(xiàn)精度高，可快速判斷坡體是否發(fā)生傾斜變化，并對變化的坡體傾斜方位角和傾角實現(xiàn)快速測量，為滑坡地質災害和地表沉陷引起的地表傾斜的監(jiān)測提供有效手段，成本低，便于推廣使用。

綜上所述，本實用新型操作簡單，通過方位角測量機構直接觀察坡體方位角變化，通過傾角測量機構中旋轉平臺的圓柱水準儀二等效旋轉獲取坡體地面監(jiān)測墩傾角值，可快速、準確地獲取坡體地面監(jiān)測墩的傾斜方位角和傾斜值，進而分析出邊坡的傾斜情況，便于推廣使用。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為圖1的右視圖。

圖3為本實用新型方位角測量機構的俯視圖。

圖4為本實用新型傾角測量機構的初始狀態(tài)示意圖。

圖5為本實用新型傾角測量機構的使用狀態(tài)示意圖。

附圖標記說明:

1—支架； 2—支撐框； 3—安裝平臺；

4—調節(jié)螺栓； 5—羅盤； 6—圓水準氣泡；

7—連接軟管； 8—旋轉指針； 9—表盤；

10—旋轉環(huán)； 11—圓柱水準儀一； 12—旋轉平臺；

13—旋轉螺栓； 14—圓柱水準儀二； 15—固定塞；

16—參考指針； 17—指南針； 18—地面監(jiān)測墩。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型所述的一種坡體傾斜快速測量裝置，包括安裝在地面監(jiān)測墩18上的支架1和安裝在支架1上的支撐框2，以及設置在支撐框2內用于測量坡體傾角變化的傾角測量機構和設置在支撐框2頂端用于測量坡體方位角變化的方位角測量機構，所述方位角測量機構包括安裝平臺3以及設置在安裝平臺3上的圓水準氣泡6和羅盤5，羅盤5內設置有參考指針16和指南針17，安裝平臺3通過多個調節(jié)螺栓4固定在支撐框2的頂端，所述傾角測量機構包括旋轉平臺12和垂直安裝在旋轉平臺12上且?guī)в锌潭鹊谋肀P9，以及兩個與表盤9所處平面垂直且相平行設置在旋轉平臺12上的圓柱水準儀一11，旋轉平臺12的底端通過旋轉螺栓13轉動安裝在支撐框2的內底面上，表盤9的頂端設置有連接軟管7，連接軟管7穿過支撐框2的頂板連接在安裝平臺3的底部，連接軟管7穿過支撐框2的延伸線與旋轉螺栓13的軸向中心線重合，表盤9為中空環(huán)形結構，表盤9的內圈設置有旋轉環(huán)10，旋轉環(huán)10的外圈上安裝有旋轉指針8，旋轉環(huán)10的內圈沿直徑方向對稱設置有兩個固定塞15，兩個固定塞15上安裝有圓柱水準儀二14。

本實施例中，所述地面監(jiān)測墩18的上表面與地面平行，旋轉平臺12所在的平面與地面監(jiān)測墩18上表面所在的平面平行。

本實施例中，支架1安裝在地面監(jiān)測墩18上將測量裝置固定在地面監(jiān)測墩18上，防止測量裝置移動，地面監(jiān)測墩18上表面呈水平修建，地面監(jiān)測墩18傾斜的方位角和傾角即為坡體傾斜的方位角和傾角，優(yōu)選的，支撐框2可采用上下平行的兩個支撐板一和豎向連接兩個支撐板一的支撐板二組成，所述方位角測量機構設置在支撐框2頂端即設置在位于相平行的兩個支撐板一的上側支撐板一上，是為了便于測量者直接觀察坡體是否發(fā)生了傾斜，以便及時察覺滑坡地質災害和地表沉陷地質災害，進而分析出邊坡的傾斜情況，為地質災害發(fā)生爭取疏散時間，所述傾角測量機構設置在兩個支撐板一之間，限定了所述傾角測量機構結構大小，旋轉螺栓13轉動安裝在支撐框2的內底面上即下側支撐板一上是為了給所述傾角測量機構提供下部旋轉點，連接軟管7穿過支撐框2的頂板即穿過上側支撐板一是為了給所述傾角測量機構提供上部旋轉點，連接軟管7穿過支撐框2的延伸線與旋轉螺栓13的軸向中心線重合限定了所述傾角測量機構轉動的旋轉軸，從而確定了所述傾角測量機構的安裝位置；

所述方位角測量機構包括安裝平臺3以及設置在安裝平臺3上的圓水準氣泡6和羅盤5，參考指針16和指南針17設置在羅盤5內，安裝平臺3的設置是為了進一步調節(jié)所述傾角測量機構的安裝狀態(tài)，確保所述傾角測量機構安裝水平，防止圓水準氣泡6和羅盤5直接安裝在上側支撐板一上而無法單獨調節(jié)所述傾角測量機構的安裝狀態(tài)，減少安裝時間并減少測量誤差，從而將測量地面監(jiān)測墩18傾斜的方位角轉化為測量羅盤5方位角，由于羅盤5自身帶有角度刻度，參考指針16和指南針17配合測量的地面監(jiān)測墩18初始方位角α得以確定；

帶有刻度的表盤9垂直安裝在旋轉平臺12上，兩個相平行設置在旋轉平臺12上的圓柱水準儀一11與表盤9所處平面垂直。表盤9設置為中空環(huán)形結構是為了使其內圈上的旋轉環(huán)10沿表盤9的徑向轉動，從而確定旋轉環(huán)10的外圈上的旋轉指針8的轉動軌跡，兩個固定塞15沿旋轉環(huán)10的內圈直徑方向對稱設置是為了方便圓柱水準儀二14的安裝，同時確定了圓柱水準儀二14與表盤9共面，兩個圓柱水準儀一11與表盤9所處平面垂直是為了垂直于表盤9所在面上的任何一條直線，圓柱水準儀二14位于表盤9所處平面內，從而確定了圓柱水準儀一11與圓柱水準儀二14垂直，測量者調節(jié)相互垂直的圓柱水準儀一11與圓柱水準儀二14均達到水平是為了調節(jié)旋轉平臺12所在平面水平，從而將測量地面監(jiān)測墩18傾斜的傾角轉化為測量旋轉平臺12的傾角，進而分析出邊坡的傾斜情況。

本實施例中，所述調節(jié)螺栓4的數(shù)量至少為三個。

兩個支撐板一(上側支撐板一和下側支撐板一)相平行設置是為了給設置在上側支撐板一上的所述方位角測量機構和設置在兩個支撐板一之間的所述傾角測量機構提供安裝基礎，避免由于安裝基礎不同為測量工作引入較大誤差，減少調節(jié)水平的時間，調節(jié)螺栓4的數(shù)量采用三個，便于安裝平臺3快速調節(jié)水平同時減少自重，通過圓水準氣泡6快速觀察安裝平臺3水平狀態(tài)。

本實施例中，所述旋轉指針8的長度小于表盤9的環(huán)寬。旋轉指針8在表盤9的環(huán)寬內指示數(shù)據，所述旋轉指針8的安裝位置限定其長度小于表盤9的環(huán)寬，避免旋轉環(huán)10轉動時旋轉指針8碰撞表盤9。

本實施例中，所述旋轉指針8所在的直線與圓柱水準儀二14所在的直線垂直。在所述傾角測量機構調平時，調節(jié)圓柱水準儀二14處于水平狀態(tài)，實際使用中，由于帶有刻度的表盤9垂直安裝在旋轉平臺12上，設定表盤9中刻度對稱，因此0位置位于表盤9上部中間位置，旋轉指針8指向0位置時圓柱水準儀二14正好水平，降旋轉指針8指向0位置快捷簡單，便于快速調節(jié)圓柱水準儀二14水平。

本實用新型的使用方法為：在坡體邊緣位置向下鉆孔并向孔內澆筑混凝土形成與坡體連接的地面監(jiān)測墩18；修建的地面監(jiān)測墩18初始時上表面水平，便于在發(fā)生坡體傾斜時測量地面監(jiān)測墩18上表面傾斜情況，從而測量出坡體的傾斜情況；將測量裝置安裝在地面監(jiān)測墩18上，固定支架1；通過旋轉螺栓13調節(jié)圓柱水準儀一11中氣泡沿下降方向移動直至氣泡居中為止，通過調節(jié)旋轉環(huán)10使旋轉指針8位于0位置；通過旋轉調節(jié)螺栓4使圓水準氣泡6居中；待測量裝置調平后，記錄當前指南針17的N方向與羅盤5的相對位置，同時記錄當前參考指針16和指南針17的N方向的逆時針方向的夾角，確定坡體初始方位角α；觀察坡體初始方位角α和圓柱水準儀二14中氣泡是否發(fā)生偏移，當坡體初始方位角α和圓柱水準儀二14中氣泡未發(fā)生偏移時，說明坡體未發(fā)生傾斜變化，繼續(xù)觀察測量裝置變化；當坡體初始方位角α和圓柱水準儀二14中氣泡發(fā)生偏移時，說明坡體發(fā)生傾斜變化，記錄坡體傾斜后指南針17與羅盤5的相對位置，同時記錄坡體傾斜后參考指針16和指南針17的N方向逆時針方向的夾角，確定坡體傾斜后方位角α＇，根據公式Δα＝α-α＇，計算坡體方位角變化量Δα，得到坡體偏移指南針17的N方向角度，坡體偏移指南針17的N方向角度為坡體偏移方位角；通過旋轉螺栓13轉動旋轉平臺12在其所在平面內沿圓柱水準儀一11中水準氣泡沿下降方向旋轉，并保持旋轉平臺12所在的平面與坡體傾斜后的地面監(jiān)測墩18上表面所在的平面相對位置不變，直至兩個相平行設置的圓柱水準儀一11中氣泡居中后停止旋轉平臺12的轉動，此時，兩個圓柱水準儀一11中氣泡居中且旋轉指針8位于0位置，圓柱水準儀二14的氣泡不居中；轉動旋轉環(huán)10直至圓柱水準儀二14中氣泡居中，此時旋轉指針8指向表盤9上的刻度為圓柱水準儀二14轉過的角度，圓柱水準儀二14轉過的角度為坡體傾斜后傾角β。

實際測量坡體傾斜后傾角β時，如圖4和圖5所示，測量地面監(jiān)測墩18方位角變化時伴隨著地面監(jiān)測墩18的傾角變化，地面監(jiān)測墩18的傾角為地面監(jiān)測墩18上表面所在的平面與水平地面所在的平面的夾角，面與面的夾角為兩個面內各引一條直線垂直于交線，并且交于交線上同一點，這兩條直線的夾角即為面與面的夾角，由于旋轉平臺12實時平行于地面監(jiān)測墩18上表面，獲取旋轉平臺12與水平面的夾角即可求得地面監(jiān)測墩18的傾角，由于地面監(jiān)測墩18隨著坡體傾斜，旋轉平臺12上的兩個圓柱水準儀一11中的氣泡以及圓柱水準儀二14中的氣泡均發(fā)生了偏移，通過旋轉螺栓13轉動旋轉平臺12在其所在平面內旋轉，直至相平行的兩個圓柱水準儀一11水平，此時兩個圓柱水準儀一11中的一個圓柱水準儀一11位于高位保持水平，兩個圓柱水準儀一11中的另一個圓柱水準儀一11位于低位保持水平，且兩個圓柱水準儀一11水平位置唯一，由于水平面上任何一條直線均呈水平狀態(tài)，旋轉平臺12的延伸線與水平面相交的交線勢必呈水平狀態(tài)，因此位于低位且保持水平的圓柱水準儀一11可視為旋轉平臺12所在平面與水平面的交線，隨表盤9傾斜的圓柱水準儀二14垂直于位于低位且保持水平的圓柱水準儀一11，此時，轉動旋轉環(huán)10使圓柱水準儀二14水平，由于表盤9垂直安裝在旋轉平臺12上，調節(jié)水平后的圓柱水準儀二14可視為水平面上一條直線垂直于位于低位且保持水平的圓柱水準儀一11，因此，圓柱水準儀二14轉過的角度為地面監(jiān)測墩18的傾角，地面監(jiān)測墩18的傾角即為坡體傾斜后傾角β，通過測量得到的坡體傾斜后方位角和傾角可反映邊坡的傾斜情況。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。