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边坡地表变形的规律以及常用的几种边坡监测方法

添加时间:2021-12-18 17:23:27

边坡地表变形的规律以及常用的几种边坡监测方法


边坡可分为自然边坡和人工边坡,按介质成份可分为土质边坡和岩质边坡。对于不同的边坡工程,其成因、组成成份各不相同,地质构造和地应力的分布更是千差万别,这样就决定了边坡监测是一个复杂的系统工程,它不仅跟监测手段的高低与仪器设备的优劣息息相关,也与监测技术人员对岩土体介质的了解程度和工程情况的掌握程度密不可分。因而对边坡进行监测时,应在充分了解工程地质背景的基础上,选择相应的方法和手段。


一、边坡变形规律


从边坡变形的角度来划分,边坡的状态可分为初始蠕变、稳定蠕变和加速蠕变三个阶段。初始变形阶段,变形速率小,变形趋势不明显,一般在该阶段不一定发生破坏的征兆,监测系统的设计要求精度较高,侧重于长期监测。


稳定蠕变阶段,边坡变形发展加快,有时变形宏观可见,坡面或坡顶可能出现张裂缝,坡脚也有可能出现剪切裂缝。此阶段位移量开始增大,监测系统设计要求测试敏感部位,量程和精度均要考虑。加速蠕变阶段,边坡变形速率大,变形趋势明显,监测系统设计对监测仪器的要求可适当降低,侧重于短期监测。


边坡变形的监测内容包括:地面大地变形、地表裂缝、地下深部变形及支护结构的变形,具体的内容选择应根据边坡的等级、地质条件、加固结构特点等综合考虑。


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二、边坡地表变形监测方法


简易观测法

简易观测法是通过人工观测边坡中坍塌、沉降、地面鼓胀、地表裂缝等现象,适用于监测发生病害的边坡,定期对崩坍、滑坡等宏观变形迹象进行观测,能够从宏观上掌握变形动态及其发展趋势。简易观测法结合其它方法的监测结果,可以大致判定边坡所处的变形阶段并预测短时期内坡体的滑动趋势。简易观测法虽然操作简单,但对于变形速率较大的边坡仍然是十分有效的监测方法。


设站观测法

设站观测法是在边坡上设立变形观测点,在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站,使用测量仪器定期测量变形区内网点的三维位移变化的一种监测方法。设站观测法包括近景摄影测量、大地测量及GPS测量等。


仪表观测法

仪表观测法是利用精密仪表对边坡地表位移进行监测,可分为电子仪表观测法和机械式仪表观测法两类。仪表观测法能够避免恶劣环境损害测试仪表,具有仪器易于携带、测量精度高等特点,观测成果资料可靠度高,可用于边坡变形的中、长期监测。


电测法常采用二次仪表观测,将由电子元件制成的传感器埋设于边坡可能会变形的部位,通过电子仪表接受信号读数。该方法技术比较先进,监测内容比机械式仪表观测法丰富,仪表灵敏度也更高,但其原理、结构较复杂。


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远程自动化监测法

随着计算机技术及电子技术及的快速发展,各种先进的自动遥控监测系统纷纷亮相,使得边坡监测尤其是边坡滑坡、崩塌的自动化连续遥测成为可能,远距离无线传输是该方法最基本的特点[3]。该方法能实现连续观测、自动采集、存储、打印和显示观测数据,是边坡崩塌、滑坡监测的发展方向。


仪器设备的可靠性和长期稳定性是远程自动化系统成败的关键。目前,远程自动化监测设计主要针对人工边坡实施,自然边坡由于仪器设备必须长期在恶劣的野外环境工作,以及人为毁坏等影响因素,其可靠度和稳定性尚难以满足监测要求。


三、边坡地下变形监测方法


边坡地面变形监测是监测边坡整体变形的重要方法,地面位移监测具有范围大、精度高等特点,但边坡坡面变形无法确定边坡滑动深度,不能了解边坡岩土体内部变形,需要利用地下变形监测技术和手段才能确定。地下变形监测方法有:测斜法、应变测量法、重锤法和时间域反射技术等。


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