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1、边坡工程监测,岩土与结构工程研究中心,李利平,边坡工程分类,按成因分为自然边坡和人工边坡自然边坡：经河流的冲蚀、切割以及风化、卸荷作用形成人工边坡：受人类工程活动影响，坡面几何形状较规整，稳定性经过计算设计的边坡按岩体性质分为岩质边坡和土质边坡,图1 高速公路高边坡处治工程,结构面控制岩质滑坡,图2 典型高速公路边坡灾害（a）,断层破碎与残坡积土复合型滑坡,图2 典型高速公路边坡灾害（b）, 8-1边坡监测的目的和特点,边坡监测的主要目的:,实现老边坡整治或新边坡施工的信息化设计与施工；判断边坡的滑动性、滑动范围及发展趋势；检验边坡整治的效果；为滑坡理论和边坡设计方法的研究积累数据。,大型滑坡
2、-巫江断流！,边坡工程监测的特点：,监测区域大,涉及的岩土性质复杂；边坡逐渐形成，部分监测点的位置要随之变动；监测的期限较长,贯穿于整个工程建设过程。, 8-2 边坡工程监测的内容和方法, 8-2-1边坡监测内容,从边坡变形角度分为初始蠕变、稳定蠕变和加速蠕变三个阶段。初始蠕变阶段：变形速率小，趋势不明显，破坏征兆不一定发生，要求测试精度较高，侧重于长期监测。稳定蠕变阶段：变形发展较快，位移量开始增大，要求测试敏感部位，需考虑量程和精度。加速蠕变阶段：变形速率大，趋势明显测量精度允许降低，侧重于短期临滑监测。,长期监测设计对边坡岩体进行动态跟踪，了解边坡稳定性变化。短期监测侧重于滑坡预报。边坡
3、监控内容一般包括： 地面变形、地表裂缝、地面倾斜、地下深部变形等变形监测，边坡应力、支护结构应力等应力监测，地下水、温度、降雨量等环境因素监测。,表1 边坡监测内容,一、简易观测法, 8-2-1边坡监测方法,人工观测：地表裂缝、地面鼓胀、沉降、 坍塌；建筑物变 形特征；地下水位变化、地温变化等现象。简易测量：在边坡关键裂缝处埋设骑缝式简易观测桩；在建（构）筑物裂缝上设简易裂缝测量标记,用途：用于已有滑动迹象的病害边坡的监测；从宏观上掌握崩塌、滑坡的变形动态及发展趋势；初步判定崩滑体所处的变形阶段及中短期滑动趋势；仪表观测的补充。,图3 简易观测装置,图4 水准站点布置图,可见光或红外光作为载波
4、,二、设站观测法,要点：在边坡体上设立变形观测点（成线状、格网状等）；在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站；用测量仪器定期监测变形区内网点的三维位移变化。,1大地测量法,确定地面点位、地球形状大小和地球重力场的精密测量。内容包括三角测量、精密导线测量、水准测量、天文测量、卫星大地测量、重力测量和大地测量计算等。,1大地测量法,测二维水平位移：前方交会法（两方向或三方向）；双边距离交会法。测某个方向的水平位移：视准线法；小角度法；测距法。测垂直位移：几何水准测量法；精密三角高程测量法。,优点：监控面广，能确定边坡地表变形范围；量程不受限制；能观测到边坡体的绝对位移量。缺点：受到地形通视条件
5、限制和气象条件的影响；工作量大，工作周期长十；连续观测能力较差。,2GPS测量法 （全球定位系统）,全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。由三部分组成:空间部分GPS星座;地面控制部分地面监控系统; 用户设备部分GPS 信号接收机。,2GPS测量法 （全球定位系统）,特点：定位精度可达毫米级用途： 地形条件复杂、起伏大或建筑物密集、通视条件差的边坡监测。,优点：观测点之间无需通视，选点方便观测不受天气条件的限制，可全天候观测可同时测定观测点的三维坐标和速度在测程大于10km时，精密优于光电测距仪缺点：
6、价格贵。,3近景摄影测量法,在近距离（一般指100米以内）拍摄目标图像，经过加工处理，确定其大小、形状和几何位置的技术，称为近景摄影测量。近景摄影测量包括近景摄影和图像处理两个过程。,3近景摄影测量法,优点：摄影（周期性重复摄影）方便，外业省时省力；能同时获得许多观测点的空间位置。缺点：精度较低。,用途：崩滑体处于速变、剧变阶段的监测；危岩临空陡壁裂缝变化；滑坡地表位移量变化速率较大时的监测。,三、仪表观测法,特点：监测的内容丰富，精度高，测程可调，仪器便于携带；可以避免恶劣环境对测试仪表的损害；资料直观可靠，能连续观测。用途：适用于中、长期监测,图5固定型倾斜计,图6放入型倾斜计,大型滑坡-
7、巫江断流！,特点：远距离无线传输。优点：自动化程度高；全天候观测；省时、省力、安全。,四、远程自动化监测法,缺点：传感器质量不过关；仪器的组装工艺和长期稳定性较差；运行中故障率高；很难适应野外恶劣的监测环境；数据传输有中断；数据可靠度难以使人置信；价格昂贵。,表2 边坡监测方法一览表（a）,表2 边坡监测方法一览表（b）,表2 边坡监测方法一览表（c）, 8-3 监测方案,边坡工程监测方案设计的内容,监测内容-测什么监测方法和仪器-怎么测；施测部位和测点布置-测哪里；监测期限和频度-何时测；预警值及报警制度等实施计划-怎么办。,一、监测设计的原则,监测项目选择的原则：一般以光学,机械和电子设备
8、为先后顺序选用设备；考虑经济上的合理性；不影响正常施工及使用；能形成统一的结论和简捷的报表。,二、测点布点原则,监测点的布置一般有以下三个步骤:1、测线布置（如图7）圈定主要的监测范围；估计主要滑动方向, 按滑动方向及范围确定测线；选取典型断面,布置测线；再按测线布置相应监测点。,图7 测线布置,说明：对主滑方向和范围明确的边坡，测线可采用十字型布置；测线十字型布置时，深部位移监测孔通常布设在主滑方向上；对主滑方向和范围不明确的边坡，放射型布置更适用；测线放射型布置时，在不同方向交叉布置深部位移监测孔。,2、监测网形成:考虑平面及空间的展布,各个测线按一定规律形成监测网；监测网的形成可能是一次
9、也可能分阶段形成；监测网的形成不但在平面，更重要的是体现在空间上的展布。,3、局部加强，加深加密布点: 可能形成的滑动带；重点监测部位和可疑点。,三、边坡工程监测周期与频率,施工初期及爆破阶段：结合爆破工程而定，每次爆破后监测1次初始蠕变或稳定蠕变：初测时每日或两日一次施工阶段：37日一次运营阶段：每一水文年为一周期，每两个月监测一次，雨期加强到一个月一次处于加速蠕变状态变形量增大和变形速率加快时：加大监测频次，时刻注意变形值。,8-4 监测实施和 监测资料汇总及分析,一. 监测工作的实施,1. 地面位移监测工作地面选点及布置；监测点制作；量测实施；资料汇总及报表形成,2. 地下位移监测和滑动
10、面测量 钻孔；元件埋设及初始量测；量测实施；资料汇总及报表形成,3 地下应力及支护结构应力监测岩体地应力测试边坡土压力观测锚索锚杆测力计测试抗滑桩内力测试,4. 环境因素监测地下水位长期观测；降雨量统计；声波测试；振动测试；其它,如地温及地下水浑浊程度和化学组份的变化及流量等,二. 监测资料汇总及分析,1.监测的报表监测日报表：最为直接的原始资料（如表3）；阶段性报表：对一定阶段后的数据加以处理后提出的数据、报表及建议（如表4）监测总表：一个监测周期后提出的规律性的归纳和建议（如表5）。,表3 监测日报表,表4 阶段性报表,表5 监测总表,2. 相关图表地表位移变形矢量图（图 8、图 9）各监
11、测项目时程曲线（图 10）位移-水位（降雨量）变化曲线或降雨量曲线（图 11）其他图件如地温测试分布图等（图 12）,图8 地表位移变形矢量图,图9 滑坡位移变形矢量图,图10 各时段深度-位移曲线,图11 月平均降雨量曲线,图12 地温分布等值线图,3.分析报告,工程地质背景施工及工程进展情况监测目的、监测项目设计和工作量分布监测周期和频率各项资料汇总曲线判断及结论数值计算及分析结论及建议,课程考核作业,一、地下工程灾害监测新方法与技术 1、最新进展 2、隧道、煤矿 3、基坑、边坡,二、地下工程风险管理 1、隧道风险辨识-勘察、设计、施工、运营 2、隧道风险评价-施工、运营 3、隧道风险管理
12、-施工、运营,作业要求： 1、内容包括前言、正文、自己的认识、结论、展望等部分； 2、摘要不少于250字； 3、关键词不少于5个，并在正文部分得以体现； 4、正文部分要求图文并茂，有文字、图、表等多种表现形式，格式采用附件中期刊格式，字数不少于6000字，不得抄袭！ 5、自我认识部分要求密切结合自身情况，不少于700字； 6、参考文献要求格式正确，不少于17个。,注意事项 1、12-23前，提交论文，论文格式参见附件，于鹏负责收作业！ 2、论文内容可以是对现有文献的总结提高，但禁止抄袭！ 3、论文内容是对最新研究进展的总结和提高，并加入自己的体会和认识，体现在全文中！ 4、论文主要内容以“中国土木工程风险管理”方面的现状和存在问题为主题的，给予适当加分。,Thank You !,
