一种远程监测地表沉降的设备及方法与流程

1.本发明属于土木工程监测技术领域，具体的说是一种远程监测地表沉降的设备及方法。


背景技术：

2.地表沉降监测工作在土木工程项目中具有重要的意义，能够提高项目施工的安全性，如在兴建大型路基、桥梁、楼宇、隧道时，若地表沉降超过一定值，则工程项目需停止施工，又如油气、煤炭开采区，在开采过程中也需要监测地表沉降，以对一些较大的地质塌陷灾害提前预警。
3.中国专利申请cn105241418a的一项专利公开了一种新型地表沉降测试装置及方法，其技术方案要点是：包括支撑装置、滑轮、质量块、百分表、刚性绳和套管，滑轮固定于支撑装置内顶部；刚性绳绕过滑轮，一端穿过套管固定于地表下方稳定土层或基岩位置中，另一端与质量块相连，使质量块垂直悬挂于刚性绳上；百分表与质量块接触连接，用于监测质量块的垂直位移。刚性绳一端与质量块相连的方式可采用直接连接或通过动滑轮连接。监测数据可通过数据线与无线传输模块用于远程监控。装置可用太阳能电池给测试仪器供电。该发明可以大大提高测量精度、提高测量稳定性；同时实现了实时自动化远程监测，节省大量的人力物力，降低监测成本。
4.针对上述及现有的相关技术，发明人认为往往存在以下缺陷：现有技术需要利用打孔机在地表打孔至稳定土层或基岩位置，然后在孔中安装套管，再将刚性绳穿过套管并固定于稳定土层或基岩位置，其安装过程过于繁琐，操作过于复杂，且打孔过程中会破坏该处地表原有的地质结构，容易导致后续的监测结果产生偏差。
5.为此，本发明提供一种远程监测地表沉降的设备及方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。本发明提供了一种远程监测地表沉降的设备及方法，所述装置可以直接埋设在土体内进行地表沉降监测，避免了打孔造成的地质结构破坏，且能保证监测装置与周围土壤固定牢固，增加其稳定性。
7.本发明为了解决上述技术问题，提供了一种远程地表沉降监测设备，包括基准板和监测器外壳；所述监测器外壳内部固定连接有安装座，所述安装座上侧固定连接有百分表；所述百分表通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板下侧固定连接有导杆；所述导杆下端滑动连接在监测器外壳内部，且导杆下端与百分表的检测端固定连接；所述监测器外壳下端设有多个固定机构，每个固定机构包括安装管、滑动连接在安装管内的锚杆和保险条，在监测器外壳的外壁对应每个固定机构的位置开设有第一通孔，所述安装管对应安装在第一通孔内，所述锚杆端部与安装管之间固定连接有第一弹簧，且第一弹簧处于压缩状态；所述保险条从监测器外壳顶部插入监测器外壳内，并贯穿对应固定机构的
安装管及锚杆，且保险条通过操作块固定在监测器外壳上。将监测器外壳放入坑中后，通过操作块将多个保险条向上拔出，进而锚杆失去固定效果，第一弹簧将锚杆向外推出，使得锚杆插入周围的土壤中，提高对监测器外壳与土层之间的固定效果，使得监测器外壳能够顺利随着土层一同沉降，从而提高监测精度。
8.本发明较优的技术方案：所述监测器外壳为圆筒结构，多个固定机构沿着监测器外壳底部侧壁圆周均匀分布；所述安装管和锚杆均设置为倾斜状态，且锚杆的尖端朝向斜上方，并延伸至监测器外壳上对应的第一通孔内；所述监测器外壳上方的导杆表面固定连接有连接板；所述连接板与监测器外壳之间固定连接有弹性的波纹管，且导杆穿过波纹管内部。通过将锚杆设置为倾斜状态，使得锚杆插入土层后，可以进一步提高与土壤之间的固定效果，并且难以将监测器外壳从坑中拔出，降低人为破坏，通过设置弹性的波纹管将导杆与监测器外壳之间的缝隙封堵，避免外界的泥土等杂质进入该缝隙中，导致导杆滑动困难的问题，而随着监测器外壳的沉降，波纹管可以被拉长，不影响导杆和监测器外壳的相对运动。
9.本发明进一步的技术方案：所述监测器外壳外侧设置有环形板；所述环形板上侧圆周均布有一组气垫，且气垫内部储存有气体；所述监测器外壳顶部表面圆周均布有一组支架；所述支架表面固定连接有喷管；所述气垫与喷管一一对应，且气垫与喷管之间通过导管连通；所述喷管的出气端朝向监测器外壳外侧；由于监测器外壳通常安放于野外，容易受到动物的侵扰，可以将环形板放置在监测器外壳外侧的地面上，当有动物靠近监测器外壳并踏上其中一个气垫时，该气垫受到挤压，其内部的气体通过导管进入与之对应的喷管内部，进而喷管向外侧喷气，对动物进行驱赶，保证监测工作的顺利进行。
10.本发明较优的技术方案：所述固定机构设有一组或两组或两组以上，两组或两组以上的固定机构从上之下分布在监测器外壳下部，不同组的上下固定机构相互对应，并共用一个保险条；在监测器外壳顶面圆周均布有一组第二通孔，所述保险条滑动插入对应的第二通孔内，下端贯穿同一直线上下不同位置的安装管和锚杆并与之滑动连接。
11.本发明较优的技术方案：所述锚杆包括杆体和锚尖；所述杆体与锚尖之间固定连接有第二弹簧；所述杆体靠近锚尖的一侧开设有滑槽；所述滑槽内部滑动连接有滑块，且滑块与锚尖固定连接；所述滑块和锚尖内部均开设有中心孔；所述锚尖表面均布有一组导孔，且导孔与中心孔连通；所述杆体内部开设有储存腔，且储存腔与滑槽连通；所述滑槽内部固定连接有隔离膜；所述滑块靠近隔离膜的一侧固定连接有顶针；所述储存腔内部添加有压缩状态的胶水；当锚杆向外伸出时，锚尖受到土壤的阻力，促使锚尖与杆体相互靠近并将第二弹簧压缩，进而滑块带动顶针朝隔离膜运动并将隔离膜戳破，此时储存腔内部的胶水通过中心孔和导孔向外排出，使得胶水分散于锚杆周围的土壤中，胶水硬化后可以进一步提高土层与锚杆之间的固定效果，将锚杆牢牢固定在土层内部，防止土壤过于松软，导致监测器外壳固定效果较差的问题。
12.本发明较优的技术方案：所述喷管设置为螺旋状，且喷管采用弹性材料制成；当气垫内部的气体进入喷管后，气压作用会促使螺旋状的喷管变形伸长，进而气体再从喷管端部喷出，该动作使得喷管能够向外侧击打并喷气，从而将靠近的动物吓退，进一步防止监测器外壳受到动物的侵扰破坏。
13.本发明较优的技术方案：所述气垫内部储存的气体为刺激性气体；所述喷管的出
气端连通有发声器；通过设置刺激性气体，当气体喷出后可以对动物的行为进行干扰，使得动物闻到刺激性气味后迅速逃跑，发声器可以是哨子等发声装置，气体喷出时会经过发声器内部，进而促使发声器发出声响，进一步将靠近的动物吓退，提高对动物的驱赶效率。
14.本发明较优的技术方案：所述储存腔内部远离隔离膜的位置滑动密封连接有活塞板；所述活塞板与储存腔侧壁之间固定连接有弹簧三，且弹簧三处于压缩状态；所述胶水添加在隔离膜与活塞板之间的储存腔内部；所述锚尖表面靠近导孔的位置固定连接有挡板；所述挡板朝向杆体的一端与锚尖之间存在间隙；隔离膜被戳破后，弹簧三推动活塞板朝锚尖的方向运动，进而将储存腔内部的胶水向外挤出，提高胶水的排出效率，通过设置挡板将导孔遮挡，使得锚尖扎入泥土的过程中，导孔内部不会进入大量泥土，防止导孔被泥土堵塞，胶水挤出时能够通过挡板与锚尖之间的间隙向外排出。
15.一种远程全自动监测地表沉降的方法，该方法采用上述远程地表沉降监测设备，包括以下步骤：
16.s1：安装时在地面上挖设土坑，将由监测器外壳、安装座、百分表和固定机构组成的监测器置于坑中，并通过外部设备将基准板固定，使得基准板不会随着地面一起沉降；
17.s2：通过操作块将保险条向上拔出，进而锚杆失去固定效果，第一弹簧将锚杆向外推出，使得锚杆插入周围的土壤中；
18.s3：发生沉降时，监测器外壳以及百分表同步下沉，导杆与监测器外壳之间产生相对滑动，通过百分表读取地表的沉降量，并通过物联网传输模块能够将百分表的数据传送至外界终端。
19.本发明较优的技术方案：所述s2的详细步骤为：
20.a：当锚杆向外伸出时，锚尖受到土壤的阻力，促使锚尖与杆体相互靠近并将第二弹簧压缩，进而滑块带动顶针朝隔离膜运动并将隔离膜戳破；
21.b：储存腔内部的胶水通过中心孔和导孔向外排出，使得胶水分散于锚杆周围的土壤中。
22.本发明的有益效果如下：
23.1.本发明所述的一种远程监测地表沉降的设备及方法，在安装时只需在地面上挖设土坑，将监测器外壳置于坑中，并通过外部设备将基准板固定，使得基准板不会随着地面一起沉降，在监测过程中，若该处地表发生沉降，则监测器外壳以及其内部的百分表同步下沉，导杆与监测器外壳之间产生相对滑动，通过百分表即可读取地表的沉降量，并通过物联网传输模块能够将百分表的数据传送至基站或工作人员的终端，从而实现远程全自动监测。
24.2.本发明所述的一种远程监测地表沉降的设备及方法，将监测器外壳放入坑中后，通过操作块将多个保险条向上拔出，进而锚杆失去固定效果，第一弹簧将锚杆向外推出，使得锚杆插入周围的土壤中，提高对监测器外壳与土层之间的固定效果，使得监测器外壳能够顺利随着土层一同沉降，从而提高监测精度。
附图说明
25.下面结合附图对本发明作进一步说明。
26.图1是本发明的立体图；
27.图2是图1中a处局部放大图；
28.图3是本发明中监测器外壳的剖视图；
29.图4是图3中b处局部放大图；
30.图5是本发明中锚杆的剖视图；
31.图6是图5中c处局部放大图；
32.图7是本发明的方法流程示意图。
33.图中：基准板1、监测器外壳2、安装座3、百分表4、导杆5、安装管6、锚杆7、第一弹簧8、保险条9、操作块10、连接板11、波纹管12、环形板13、气垫14、支架15、喷管16、导管17、发声器18、杆体19、锚尖20、第二弹簧21、滑槽22、滑块23、中心孔24、导孔25、储存腔26、隔离膜27、顶针28、活塞板29、弹簧三30、挡板31。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至图5均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例一提供的一种远程地表沉降监测设备，如图1至图4所示，包括基准板1和监测器外壳2；所述监测器外壳2为圆筒结构，其顶面和底面均为封闭状，所述监测器外壳2内部固定连接有安装座3；所述安装座3上侧固定连接有百分表4；所述百分表4通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板1下侧固定连接有导杆5；所述导杆5下端滑动连接在监测器外壳2内部，且导杆5下端与百分表4的检测端固定连接；现有技术需要利用打孔机在地表打孔至稳定土层或基岩位置，然后在孔中安装套管，再将刚性绳穿过套管并固定于稳定土层或基岩位置，其安装过程过于繁琐，操作过于复杂，且打孔过程中会破坏该处地表原有的地质结构，容易导致后续的监测结果产生偏差；此时本发明在安装时只需在地面上挖设土坑，将监测器外壳2置于坑中，并通过外部设备将基准板1固定，使得基准板1不会随着地面一起沉降，在监测过程中，若该处地表发生沉降，则监测器外壳2以及其内部的百分表4同步下沉，导杆5与监测器外壳2之间产生相对滑动，通过百分表4即可读取地表的沉降量，并通过物联网传输模块能够将百分表4的数据传送至基站或工作人员的终端，从而实现远程全自动监测。值得说明的是，在兴建大型路基、桥梁、楼宇、隧道时，通常是兴建的位置容易发生沉降，而附近其他位置是不易沉降的，本发明在实际安装时可以选取附近不易沉降的一处地点，并将该地点的垂直位移近似地看作为零，通过杆件或其他刚性物体将基准板1与该地点固定连接，即可保证基准板不会随着监测地点一同沉降。
36.所述监测器外壳2底部侧壁上圆周均布有两组安装管6，两组安装管6呈上下对应分布，在监测器外壳2的外壁对应每个安装管6的位置开设有第一通孔，所述安装管6安装在第一通孔内；所述安装管6内部滑动连接有锚杆7；所述锚杆7端部与安装管6之间固定连接有第一弹簧8，且第一弹簧8处于压缩状态；所述监测器外壳2顶面圆周均布有一组第二通孔；每个第二通孔内部滑动连接有保险条9；所述保险条9上端固定连接有操作块10；所述保险条9下端贯穿上下两组相互对应的安装管6和锚杆7，并与之滑动连接，可以很方便的抽
插；将监测器外壳2放入坑中后，通过操作块10将多个保险条9向上拔出，进而锚杆7失去固定效果，第一弹簧8将锚杆7向外推出，使得锚杆7插入周围的土壤中，提高对监测器外壳2与土层之间的固定效果，使得监测器外壳2能够顺利随着土层一同沉降，从而提高监测精度。
37.所述安装管6和锚杆7均设置为倾斜状态，且锚杆7的尖端朝向斜上方，并延伸至第一通孔的位置；所述监测器外壳2上方的导杆5表面固定连接有连接板11；所述连接板11与监测器外壳2之间固定连接有弹性的波纹管12，且导杆5穿过波纹管12内部；通过将锚杆7设置为倾斜状态，使得锚杆7插入土层后，可以进一步提高与土壤之间的固定效果，并且难以将监测器外壳2从坑中拔出，降低人为破坏，通过设置弹性的波纹管12将导杆5与监测器外壳2之间的缝隙封堵，避免外界的泥土等杂质进入该缝隙中，导致导杆5滑动困难的问题，而随着监测器外壳2的沉降，波纹管12可以被拉长，不影响导杆5和监测器外壳2的相对运动。
38.所述监测器外壳2外侧设置有环形板13；所述环形板13上侧圆周均布有一组气垫14，且气垫14内部储存有气体；所述监测器外壳2顶部表面圆周均布有一组支架15；所述支架15表面固定连接有喷管16；所述气垫14与喷管16一一对应，且气垫14与喷管16之间通过导管17连通；所述喷管16的出气端朝向监测器外壳2外侧；由于监测器外壳2通常安放于野外，容易受到动物的侵扰，可以将环形板13放置在监测器外壳2外侧的地面上，当有动物靠近监测器外壳2并踏上其中一个气垫14时，该气垫14受到挤压，其内部的气体通过导管17进入与之对应的喷管16内部，进而喷管16向外侧喷气，对动物进行驱赶，保证监测工作的顺利进行。
39.所述喷管16设置为螺旋状，且喷管16采用弹性材料制成；当气垫14内部的气体进入喷管16后，气压作用会促使螺旋状的喷管16变形伸长，进而气体再从喷管16端部喷出，该动作使得喷管16能够向外侧击打并喷气，从而将靠近的动物吓退，进一步防止监测器外壳2受到动物的侵扰破坏。
40.所述气垫14内部储存的气体为刺激性气体；所述喷管16的出气端连通有发声器18；通过设置刺激性气体，当气体喷出后可以对动物的行为进行干扰，使得动物闻到刺激性气味后迅速逃跑，发声器18可以是哨子等发声装置，气体喷出时会经过发声器18内部，进而促使发声器18发出声响，进一步将靠近的动物吓退，提高对动物的驱赶效率。
41.实施例二提供的一种远程地表沉降监测设备，如图5至图6所示，对比实施例一，本发明的另一种实施方式为：所述锚杆7包括杆体19和锚尖20；所述杆体19与锚尖20之间固定连接有第二弹簧21；所述杆体19靠近锚尖20的一侧开设有滑槽22；所述滑槽22内部滑动连接有滑块23，且滑块23与锚尖20固定连接；所述滑块23和锚尖20内部均开设有中心孔24；所述锚尖20表面均布有一组导孔25，且导孔25与中心孔24连通；所述杆体19内部开设有储存腔26，且储存腔26与滑槽22连通；所述滑槽22内部固定连接有隔离膜27；所述滑块23靠近隔离膜27的一侧固定连接有顶针28；所述储存腔26内部添加有压缩状态的胶水；当锚杆7向外伸出时，锚尖20受到土壤的阻力，促使锚尖20与杆体19相互靠近并将第二弹簧21压缩，进而滑块23带动顶针28朝隔离膜27运动并将隔离膜27戳破，此时储存腔26内部的胶水通过中心孔24和导孔25向外排出，使得胶水分散于锚杆7周围的土壤中，胶水硬化后可以进一步提高土层与锚杆7之间的固定效果，将锚杆7牢牢固定在土层内部，防止土壤过于松软，导致监测器外壳2固定效果较差的问题。
42.所述储存腔26内部远离隔离膜27的位置滑动密封连接有活塞板29；所述活塞板29
与储存腔26侧壁之间固定连接有弹簧三30，且弹簧三30处于压缩状态；所述胶水添加在隔离膜27与活塞板29之间的储存腔26内部；所述锚尖20表面靠近导孔25的位置固定连接有挡板31；所述挡板31朝向杆体19的一端与锚尖20之间存在间隙；隔离膜27被戳破后，弹簧三30推动活塞板29朝锚尖20的方向运动，进而将储存腔26内部的胶水向外挤出，提高胶水的排出效率，通过设置挡板31将导孔25遮挡，使得锚尖20扎入泥土的过程中，导孔25内部不会进入大量泥土，防止导孔25被泥土堵塞，胶水挤出时能够通过挡板31与锚尖20之间的间隙向外排出。
43.如图7所示，实施例三提供了一种远程全自动监测地表沉降的方法，该方法采用上述远程地表沉降监测设备，包括以下步骤：
44.s1：安装时在地面上挖设土坑，将由监测器外壳2、安装座3、百分表4、固定机构及基板1组成的监测器置于坑中，并通过外部设备将基准板1固定，使得基准板1不会随着地面一起沉降；基准板1的固定方式可以通过设置固定架，将基准板通过螺栓固定在固定架上；
45.s2：通过操作块10将保险条9向上拔出，进而锚杆7失去固定效果，第一弹簧8将锚杆7向外推出，使得锚杆7插入周围的土壤中，其具体步骤如下：
46.a：当锚杆7向外伸出时，锚尖20受到土壤的阻力，促使锚尖20与杆体19相互靠近并将第二弹簧21压缩，进而滑块23带动顶针28朝隔离膜27运动并将隔离膜27戳破；
47.b：储存腔26内部的胶水通过中心孔24和导孔25向外排出，使得胶水分散于锚杆7周围的土壤中。
48.s3：发生沉降时，监测器外壳2以及百分表4同步下沉，导杆5与监测器外壳2之间产生相对滑动，通过百分表4读取地表的沉降量，并通过物联网传输模块能够将百分表4的数据传送至外界终端。
49.本发明的工作原理：在安装时只需在地面上挖设土坑，将监测器外壳2置于坑中，并通过外部设备将基准板1固定，使得基准板1不会随着地面一起沉降，在监测过程中，若该处地表发生沉降，则监测器外壳2以及其内部的百分表4同步下沉，导杆5与监测器外壳2之间产生相对滑动，通过百分表4即可读取地表的沉降量，并通过物联网传输模块能够将百分表4的数据传送至基站或工作人员的终端，从而实现远程全自动监测；将监测器外壳2放入坑中后，通过操作块10将多个保险条9向上拔出，进而锚杆7失去固定效果，第一弹簧8将锚杆7向外推出，使得锚杆7插入周围的土壤中，提高对监测器外壳2与土层之间的固定效果，使得监测器外壳2能够顺利随着土层一同沉降，从而提高监测精度；通过将锚杆7设置为倾斜状态，使得锚杆7插入土层后，可以进一步提高与土壤之间的固定效果，并且难以将监测器外壳2从坑中拔出，降低人为破坏，通过设置弹性的波纹管12将导杆5与监测器外壳2之间的缝隙封堵，避免外界的泥土等杂质进入该缝隙中，导致导杆5滑动困难的问题，而随着监测器外壳2的沉降，波纹管12可以被拉长，不影响导杆5和监测器外壳2的相对运动；由于监测器外壳2通常安放于野外，容易受到动物的侵扰，可以将环形板13放置在监测器外壳2外侧的地面上，当有动物靠近监测器外壳2并踏上其中一个气垫14时，该气垫14受到挤压，其内部的气体通过导管17进入与之对应的喷管16内部，进而喷管16向外侧喷气，对动物进行驱赶，保证监测工作的顺利进行；当气垫14内部的气体进入喷管16后，气压作用会促使螺旋状的喷管16变形伸长，进而气体再从喷管16端部喷出，该动作使得喷管16能够向外侧击打并喷气，从而将靠近的动物吓退，进一步防止监测器外壳2受到动物的侵扰破坏；通过设置
刺激性气体，当气体喷出后可以对动物的行为进行干扰，使得动物闻到刺激性气味后迅速逃跑，发声器18可以是哨子等发声装置，气体喷出时会经过发声器18内部，进而促使发声器18发出声响，进一步将靠近的动物吓退，提高对动物的驱赶效率；当锚杆7向外伸出时，锚尖20受到土壤的阻力，促使锚尖20与杆体19相互靠近并将第二弹簧21压缩，进而滑块23带动顶针28朝隔离膜27运动并将隔离膜27戳破，此时储存腔26内部的胶水通过中心孔24和导孔25向外排出，使得胶水分散于锚杆7周围的土壤中，胶水硬化后可以进一步提高土层与锚杆7之间的固定效果，将锚杆7牢牢固定在土层内部，防止土壤过于松软，导致监测器外壳2固定效果较差的问题；隔离膜27被戳破后，弹簧三30推动活塞板29朝锚尖20的方向运动，进而将储存腔26内部的胶水向外挤出，提高胶水的排出效率，通过设置挡板31将导孔25遮挡，使得锚尖20扎入泥土的过程中，导孔25内部不会进入大量泥土，防止导孔25被泥土堵塞，胶水挤出时能够通过挡板31与锚尖20之间的间隙向外排出。
50.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
51.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性
52.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：包括基准板(1)和监测器外壳(2)；所述监测器外壳(2)内部固定连接有安装座(3)，所述安装座(3)上侧固定连接有百分表(4)；所述百分表(4)通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板(1)下侧固定连接有导杆(5)；所述导杆(5)下端滑动连接在监测器外壳(2)内部，且导杆(5)下端与百分表(4)的检测端固定连接；所述监测器外壳(2)下端设有多个固定机构，每个固定机构包括安装管(6)、滑动连接在安装管(6)内的锚杆(7)和保险条(9)，在监测器外壳(2)的外壁对应每个固定机构的位置开设有第一通孔，所述安装管(6)对应安装在第一通孔内，所述锚杆(7)端部与安装管(6)之间固定连接有第一弹簧(8)，且第一弹簧(8)处于压缩状态；所述保险条(9)从监测器外壳(2)顶部插入监测器外壳(2)内，并贯穿对应固定机构的安装管(6)及锚杆(7)，且保险条(9)通过操作块(10)固定在监测器外壳(2)上。2.根据权利要求1所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述监测器外壳(2)为圆筒结构，多个固定机构沿着监测器外壳(2)底部侧壁圆周均匀分布；所述安装管(6)和锚杆(7)均设置为倾斜状态，且锚杆(7)的尖端朝向斜上方，并延伸至对应的第一通孔内；所述监测器外壳(2)上方的导杆(5)表面固定连接有连接板(11)；所述连接板(11)与监测器外壳(2)之间固定连接有弹性的波纹管(12)，且导杆(5)穿过波纹管(12)内部。3.根据权利要求1所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述监测器外壳(2)外侧设置有环形板(13)；所述环形板(13)上侧圆周均布有一组气垫(14)，且气垫(14)内部储存有气体；所述监测器外壳(2)顶部表面圆周均布有一组支架(15)；所述支架(15)表面固定连接有喷管(16)；所述气垫(14)与喷管(16)一一对应，且气垫(14)与喷管(16)之间通过导管(17)连通；所述喷管(16)的出气端朝向监测器外壳(2)外侧。4.根据权利要求2所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述固定机构设有一组或两组或两组以上，两组或两组以上的固定机构从上之下分布在监测器外壳(2)下部，不同组的上下固定机构相互对应，并共用一个保险条(9)；在监测器外壳(2)顶面圆周均布有一组第二通孔，所述保险条(9)滑动插入对应的第二通孔内，下端贯穿同一直线上下不同位置的安装管(6)和锚杆(7)并与之滑动连接。5.根据权利要求2所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述锚杆(7)包括杆体(19)和锚尖(20)；所述杆体(19)与锚尖(20)之间固定连接有第二弹簧(21)；所述杆体(19)靠近锚尖(20)的一侧开设有滑槽(22)；所述滑槽(22)内部滑动连接有滑块(23)，且滑块(23)与锚尖(20)固定连接；所述滑块(23)和锚尖(20)内部均开设有中心孔(24)；所述锚尖(20)表面均布有一组导孔(25)，且导孔(25)与中心孔(24)连通；所述杆体(19)内部开设有储存腔(26)，且储存腔(26)与滑槽(22)连通；所述滑槽(22)内部固定连接有隔离膜(27)；所述滑块(23)靠近隔离膜(27)的一侧固定连接有顶针(28)；所述储存腔(26)内部添加有压缩状态的胶水。6.根据权利要求3所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述喷管(16)设置为螺旋状，且喷管(16)采用弹性材料制成。7.根据权利要求5所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述储存腔(26)内部远离隔离膜(27)的位置滑动密封连接有活塞板(29)；所述活塞板(29)与储存腔(26)侧壁之间固定连接有弹簧三(30)，且弹簧三(30)处于压缩状态；所述胶水添加在隔离膜(27)与活塞板(29)之间的储存腔(26)内部；所述锚尖(20)表面靠近导孔(25)的位置固定连接有挡
板(31)；所述挡板(31)朝向杆体(19)的一端与锚尖(20)之间存在间隙。8.根据权利要求6所述的一种远程地表沉降监测设备，其特征在于：所述气垫(14)内部储存的气体为刺激性气体；所述喷管(16)的出气端连通有发声器(18)。9.一种远程全自动监测地表沉降的方法，该方法采用权利要求1-8中任意一项所述的远程地表沉降监测设备，其特征在于具体包括以下步骤：s1：安装时在地面上挖设土坑，将由监测器外壳、安装座、百分表和固定机构组成的监测器置于坑中，并通过外部设备将基准板固定，使得基准板不会随着地面一起沉降；s2：通过操作块将保险条向上拔出，进而锚杆失去固定效果，第一弹簧将锚杆向外推出，使得锚杆插入周围的土壤中，将监测器固定住；s3：发生沉降时，监测器外壳以及百分表同步下沉，导杆与监测器外壳之间产生相对滑动，通过百分表读取地表的沉降量，并通过物联网传输模块能够将百分表的数据传送至外界终端。10.根据权利要求9所述的一种远程全自动监测地表沉降的方法，其特征在于所述s2的详细步骤如下：a：当锚杆向外伸出时，锚尖受到土壤的阻力，促使锚尖与杆体相互靠近并将第二弹簧压缩，进而滑块带动顶针朝隔离膜运动并将隔离膜戳破；b：储存腔内部的胶水通过中心孔和导孔向外排出，使得胶水分散于锚杆周围的土壤中。

技术总结
本发明属于土木工程监测技术领域，具体的说是一种远程地表沉降监测设备及方法，包括基准板和监测器外壳；所述监测器外壳内部固定连接有安装座；所述安装座上侧固定连接有百分表；所述百分表通过物联网传输模块与外界设备远程连接；所述基准板下侧固定连接有导杆；所述导杆下端滑动连接在监测器外壳内部，且导杆下端与百分表的检测端固定连接。将监测器外壳置于坑中，并通过外部设备将基准板固定，若该处地表发生沉降，则监测器外壳以及其内部的百分表同步下沉，导杆与监测器外壳之间产生相对滑动，通过百分表即可读取地表的沉降量，可以避免打孔导致土体结构的破坏，且该装置能够与土体之间固定，保证其稳定性，使其监测准确。使其监测准确。使其监测准确。


技术研发人员：马德彪 杨友森 刘治栋
受保护的技术使用者：中冶武勘工程技术有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/9/7