边坡变形类型以及边坡安全监测系统应用

 

我国是一个多地质灾害的国家，在众多的地质灾害中，边坡失稳灾害以其分布广Σ害大，而对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。因此，研究边坡变形破坏的过程，分析其失稳的主要影响因素，对正确评价边坡的稳定性、采取相应有效的边坡加固治理措施具有重要的现实意义。 

 

边坡安全监测能够有利于人们对边坡稳定性预测，对生产生活有重大的影响，而表面监测作为边坡监测中不可替代的重要组成部分有着举足轻重的作用，对人们进行工程建设的安全实施具有重大的作用。

 

 

常见到的边坡变形破坏主要有松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类型。此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型，另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。

 

松弛张裂。在边坡形成过程中，由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或人工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂隙，一般称为边坡卸荷裂隙。

 

蠕动变形。是指边坡岩体主要在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象，有表层蠕动和深层蠕动两种类型。

 

崩塌。高陡的边坡岩体突然发生倾倒崩落，岩块翻滚撞击而下，堆积于坡脚的现象，称作崩塌。在坚硬岩体中发生的崩塌也称岩崩，而在土体中发生的则称土崩。

 

滑坡。边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。在边坡的破坏形式中，滑坡是分布最广、危害最大的一种。它在坚硬或松软岩层、陡倾或缓倾岩层以及陡坡或缓坡地形中均可发生。

 

 

边坡安全监测

边坡安全监测的方法：边坡安全监测的方法很多，按照监测设施埋设的位置分类，分为表面监测和内部监测。表面监测主要监测边坡的外部变形，比如表面位移、沉降等，内部监测主要监测边坡内部变形，比如内部位移、水位变化、应力变化等。在此重点介绍表面监测的方法和实施步骤。

 

最常用的表面监测方法是大地测量方法，包括两方向（或三方向）前方交会法、双边距离交会法、视准线法、小角法、测距法、几何水准测量法以及精密三角高程测量法等；这些方法在边坡监测中具有很大的优势，实施方便快速，精准确性比较高，可以观察到的区域比较大，能够直接观察，安全系数比较高，能够方便找到边坡灾害发生的准确位置和变形速度。

 

常规表面监测主要用高精度全站仪和精密水准仪完成，实施的步骤首先需要建立监测控制网，监测控制网点是进行水平位移和垂直位移观测的工作基点，应设在稳定的地区，远离被监测体，数量在满足控制整个边坡范围的条件下不宜过多；图形强度应尽可能高，确保监测网点坐标误差不超过±2～±3mm；然后在被监测边坡上布设监测点，布置应突出重点、兼顾全面、尽可能在边坡前后缘、裂缝和地质分界线等处设点，也可在内观仪器附近设点，便于相互比较、印证。

 

通过使用高精度全站仪和精密水准仪对边坡进行表面监测，能有效捕捉到边坡滑坡、塌方险害发生前的异常变化，通过对异常变化的分析判读，能及时对边坡险害作出及时预警，避免人员伤亡、设备损害和经济损失。表面监测对于边坡安全监测具有较高的可靠性，加强边坡的表面监测对边坡安全险害预警，有十分重要的作用，对工程建设顺利能进行起到保驾护航的作用。

 

传统的边坡监测方法主要是利用全站仪等仪器进行监测，其受地形的影响较大，需要长期人工测量，效率低，成本高，误差大，而利用北斗技术对边坡进行监测，具有选点灵活、受地形等条件限制较少、自动化程度高、能够实时动态监测等诸多优点。

 

当被测结构物发生变形时将会引起裂缝计的位移，经万向连轴节传递给二级机械负放大机构，经负放大后的位移传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的位移量。

 

 

相对于传统的变形监测技术，利用北斗高精度变形监测技术对边坡变形监测具有以下优势：

 

“两高”：精度高、效率高

 

以北斗高精度定位技术和精密传感技术为支撑，为监测结构提供高精度（毫米级）的在线监测，并且实现数分钟内得到一组精确定位数据，实时监测边坡的变形。

 

“两全”：全天候、全自动

北斗定位所使用的GNSS监测仪不易受到温度、湿度、天气和昼夜变化的影响，不需要经常维护，且对地形要求较低，基本可以达到一次安装、多年使用的要求。另外，利用北斗监测技术进行监测是全自动的，监测和记录数据的过程不需要人工操作。

 

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