邊坡監(jiān)測講義

邊坡監(jiān)測與預報1、邊坡工程監(jiān)測的目的、作用和內容1.1目的1)為了保證工程施工和運行的安全。(2)評價邊坡理論分析結果和經(jīng)驗判斷成果的依據(jù)，是修改設計和指導施工的客觀標準。(3)為工程巖土體力學參數(shù)的反演分析提供資料。(4)為掌握邊坡變形特征和規(guī)律提供資料，指導在邊坡發(fā)生嚴重變形條件下的應急處理。(5)為分析巖體結構與邊坡變形破壞的關系，預測邊坡變形破壞趨勢，評價邊坡的長期穩(wěn)定性提供條件。

在交通、礦山、建筑和水利等各個建設領域中，通過邊坡工程的監(jiān)測，可以達到下述作用。(1)評價邊坡施工及其使用過程中邊坡的穩(wěn)定程度，并做出有關預報，為業(yè)主、施工方及監(jiān)理提供預報數(shù)據(jù)，跟蹤和控制施工進程，對原有的設計和施工組織的改進提供最直接的依據(jù)，對可能出現(xiàn)的險情及時提供報警值，合理采用和調整有關施工工藝和步驟，做到信息化施工和取得最佳經(jīng)濟效益。對于已經(jīng)或正在滑動的滑坡體掌握其演變過程，及時捕捉崩滑災害的特征信息，如:崩塌、滑坡的正確分析評價、預測預報及治理工程等，提供可靠的資料和科學依據(jù)。1、邊坡工程監(jiān)測的目的、作用和內容1.2作用(2)為防治滑坡及可能的滑動和蠕動變形提供技術依據(jù)，預測和預報今后邊坡的位移、變形的發(fā)展趨勢，通過監(jiān)測可對巖土體的時效特性進行相關的研究。通過監(jiān)測可掌握崩塌、滑坡的變形特征及規(guī)律，預測預報崩滑體的邊界條件、規(guī)模、滑動方向、失穩(wěn)方式、發(fā)生時間及危害性，并及時采取防災措施，盡量避免和減輕工程和人員的災害損失。通過監(jiān)測可為決策部門提供相應參數(shù)依據(jù)，為有關方面提供相關的信息，以制定相對應的防災救災對策。1、邊坡工程監(jiān)測的目的、作用和內容(3)對已經(jīng)發(fā)生滑動破壞和加固處理后的滑坡，監(jiān)測結果也是檢驗崩塌、滑坡分析評價及滑坡處理工程效果的尺度。因而，監(jiān)測既是崩塌滑坡調查、研究和防治工程的重要組成部分，又是崩滑地質災害預報信息獲取的一種有效手段。通過監(jiān)測可為決策部門提供相應參數(shù)數(shù)據(jù)，為有關方面提供相應的對策。(4)為進行有關位移反分析及數(shù)值模擬計算提供參數(shù)。對于巖土體的特征參數(shù)，由于直接通過試驗無法直接取得，通過監(jiān)測工作對實際監(jiān)測的數(shù)據(jù)(特別是位移值)建立相關的計算模型，進行有關反分析計算。1、邊坡工程監(jiān)測的目的、作用和內容主要是對危險滑坡的成災條件、過程的監(jiān)測和地質災害防治過程及防治效果的反饋監(jiān)測。包括以下方面:1)危巖、滑坡地表及地下變形的二維(X,Y方向)或三維(X,Y,Z方向)位移、傾斜變化監(jiān)測;2)有關物理參數(shù)－－應力應變、地聲變化的監(jiān)測;3）環(huán)境因素—地震、爆破震動、降雨量、氣溫、地表(下)水(水位、水質、水溫、泉流量、孔隙水壓力)等監(jiān)測。

1.3內容1、邊坡工程監(jiān)測的目的、作用和內容2、邊坡工程監(jiān)測方法2.1宏觀地質觀測法用常規(guī)的地質路線調查方法對崩塌、滑坡的宏觀變形跡象和與其有關的各種異?，F(xiàn)象進行定期的觀測、記錄，以便能隨時掌握崩塌、滑坡變形動態(tài)及發(fā)展趨勢，達到科學預報的目的。該方法具有直觀性、動態(tài)性、適應性及實用性強的特點，不僅適用于各種類型的崩塌滑體不同變形發(fā)展階段的監(jiān)測，而且監(jiān)測內容比較豐富、面廣，獲得的前兆信息直觀可靠，可信度高。結合儀器監(jiān)測資料綜合分析，可初步判定崩塌滑體所處的變形階段及中長短期滑動趨勢，作為崩塌、臨滑的宏觀地質預報判據(jù)。其方法簡單經(jīng)濟，便于掌握和普及推廣應用，適合群測群防。宏觀觀測法對于發(fā)生病害的邊坡進行觀測較為適合，對崩塌和滑坡的宏觀變形跡象和與其有關的各種異?，F(xiàn)象進行定期的觀測、記錄，從宏觀上掌握崩塌、滑坡的變形動態(tài)和發(fā)展趨勢。2.2簡易觀測法通過人工觀測邊坡工程中地表裂縫、地面鼓脹、沉降、坍塌、建筑物變形特征(發(fā)生和發(fā)展的位置、規(guī)模、形態(tài)、時間等)及地下水位變化、地溫變化等現(xiàn)象,也可在邊坡體關鍵裂縫處埋設騎縫式簡易觀測樁;在建(構)筑物(如房屋、擋土墻、漿砌塊石溝等)裂縫上設置簡易玻璃條、水泥砂漿片、貼紙片;在巖石、陡壁面裂縫處用紅油漆劃線作觀測標記;在陡坎(壁)軟弱夾層出露處設置簡易觀測標樁等,定期用各種長度量具測量裂縫長度、寬度、深度變化及裂縫形態(tài)、開裂延伸的方向。該方法監(jiān)測的內容比較單一，觀測精度相對較低，勞動強度較大，但是操作簡單，直觀性強，觀測數(shù)據(jù)資料可靠，適合于交通不便、經(jīng)濟困難的山區(qū)普及推廣應用。并適合于崩滑體處于速變、劇變狀態(tài)時的動態(tài)變形監(jiān)測。2、邊坡工程監(jiān)測方法圖1簡易觀察裝置（a）設樁觀測；（b）設片觀測；（c）設尺觀測；（d）刻槽觀測邊坡表面裂縫量測

（1）最簡單的一種方法是在滑坡周界兩側選擇若干個點，在動體和不動體上各打入一根樁（木樁或鋼筋），埋入土中的深度不小于1.0m，樁頂各釘一小釘或作十字標記，定時用鋼尺測量兩點間的距離，即可求出兩樁間距的變化，若在不動體上設兩個樁，滑動體上設一個樁，形成一個三角形，從三邊長度變化可求出滑動體的移動方向和數(shù)量。邊坡表面裂裂縫量測（2）標尺測測量法，即即在兩觀測測樁露出地地面的部分分刻上標尺尺（或另加加標尺）．．一個水平平，一個垂垂直。設樁樁后測出其其初始讀數(shù)數(shù)，以后隨隨時測記水水平和垂直直尺上的讀讀數(shù)，不用用另外丈量量即可求出出滑動體的的水平位移移和垂直升升降值。（3）在不動體體上水平打打入一根樁樁．測量時時在樁上吊吊一垂球，，垂球下的的動體上設設一混凝土土墩，墩頂頂面畫上方方格坐標，，即可測出出移動的數(shù)數(shù)值和路徑徑。若垂球球線長度固固定，還可可大致測出出滑體的沉沉降量。（4）建筑物上上的裂縫監(jiān)監(jiān)測可以在在裂縫兩側側設固定點點（如涂油油漆）用尺尺量距，也也可在縫上上貼水泥砂砂漿片（貼貼片處必須須清洗鑿毛毛以便粘貼貼牢固），，觀測水泥泥砂漿片被被拉裂、錯錯開等情況況，（5）滑坡記錄儀儀（也叫伸縮縮計、滑坡計計)它是一個帶記記時鐘的滾筒筒記錄裝置，，固定在裂縫縫外的不動體體上，滑體上上設觀測點，，觀測點與記記錄儀之間的的距離以15m左右為宜。中中間拉一銦鋼鋼絲，銦鋼絲絲外應設塑料料管或術槽保保護以防動物物碰撞。位移移隨時間的變變化記錄在記記錄紙上。一一周或一月?lián)Q換一張記錄紙紙，可連續(xù)記記錄。此記錄錄儀還可帶報報警器，當位位移達到規(guī)定定數(shù)值時，自自動報警。近年來我國也也研究制造了了由單板機控控制的自動記記錄儀。中鐵鐵西北科學研研究院研制的的KHB-1型滑坡自動記記錄和報警器器，可帶16個探頭，既可可測位移，又又可測雨量和和水位，還能能自動報警，，能分出位移移是拉伸還是是壓縮，而且且有較強的抗抗干擾性能，，曾在電氣化化鐵路兩側滑滑坡上使用，，性能良好。。記錄儀距測測點間距離可可達600-800m（即電纜的長長度），可以以交、直流電電兩用。日本坂川株式式會社生產的的SRL型滑坡自動記記錄儀，不用用機械紙帶記記錄，一臺記記錄裝置可帶帶12個設在滑坡內內外的記錄儀儀，滑坡位移移在室內自動動記錄。自動動記錄裝置可可用于危險性性較大、人員員不宜接近的的情況。（6）地面伸長計計：用于測定定地表明顯裂裂隙的位移量量。在邊坡的的穩(wěn)定地段立立一垂直樁3，樁上端裝有有一個滑輪5，滑輪上繞一一根金屬線l，金屬線一端端掛一重錘6，在其另一端端用樁2固定在發(fā)生移移動的邊坡巖巖體表面。當當滑體移動時時，重錘被金金屬線牽引而而上升，其上上升量可以從從垂直樁上的的標尺4看出。也可把把金屬線的警警報訊號燈7的限位開關連連上，并預先先調好需要報報警的位移量量，當位移量量達到該值時時，限位開關關合上，警報報燈發(fā)光，以以引起注意。。（7）鋼繩伸長計計它是在不穩(wěn)定定邊坡體上與與穩(wěn)定邊坡體體上分別埋設設一個錨固標標樁1和2，在標樁之間間牽一個具有有一定拉力的的鋼繩3，鋼繩直徑1cm左右，在穩(wěn)定定區(qū)標樁一端端，設有鋼標標尺4，鋼繩通過導導輪5掛一重錘6將鋼繩拉緊，，如圖6-34所示。當滑坡坡體移動時，，重錘6被鋼繩牽引上上升，其上升升量（即滑坡坡體移動量））可由標尺4測出。此外還可與報報警系統(tǒng)配合合使用，只要要在鋼標尺右右端安裝一個個電源開關，，當固定在鋼鋼繩上的接通通滑塊7隨鋼繩移至事事先規(guī)定的預預報位移量的的位置時，滑滑塊便與電源源開關接觸構構成通路，報報警信號（光光或電鈴）便便接通，即可可發(fā)出滑坡報報警信號。鋼繩伸長計具具有操作簡便便，可觀測巖巖體較大的位位移量，而且且可以大范圍圍內設點形成成一個監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)。2.3設站觀測法設站觀測法是是指在充分了了解場區(qū)的工工程地質背景景的基礎上,在邊坡體上設設立變形觀測測點(成線狀、格網(wǎng)網(wǎng)狀等),在變形區(qū)影響響范圍之外穩(wěn)穩(wěn)定地點設置置固定觀測站站,用測量儀器(經(jīng)緯儀、水準準儀、測距儀儀、攝影儀及及全站型電子子速測儀、GPS接收機等)定期監(jiān)測變形形區(qū)內網(wǎng)點的的三維(X、Y、Z)位移變化的一一種行之有效效的監(jiān)測方法法。此此法主要指大大地測量、近近景攝影測量量及GPS測量與全站式式電子速測儀儀，設站觀測測邊坡地表三三維位移的方方法。大地測量法邊坡的外部變變形監(jiān)測通常常是用常規(guī)的的大地測量方方法平面位移監(jiān)測測：采用三角角測量、經(jīng)緯緯儀導線測量量、全站儀或或電磁波測距導線線測量以及交交會測量等方方法，垂直位移監(jiān)測測：水準測量量或三角高程程測量等方法法。常用儀器：經(jīng)經(jīng)緯儀、水準準儀、測距儀儀和全站儀、電子水準儀目前，最高精精度的全站儀儀(瑞士Leica公司的TC2003)目前最高精度度的電子水準準儀(美國Trimble公司的DiNi12)。高精度電子測測量儀器的發(fā)發(fā)展，為變形形監(jiān)測的常規(guī)規(guī)大地測量方方法注入了新新的活力。①三角測量:分別在滑坡體體附近的穩(wěn)定定地區(qū)和滑坡坡體上選定一一系列的點(稱三角點，A,B,C,……)，按三角形連連接成網(wǎng)。觀觀測三角形網(wǎng)網(wǎng)中的所有角角度∠l,∠2,∠3,……。若A,B為已知點，則則AB邊的長度和方方位角也為已已知值。在各各三角形內，，由正弦定理理可以用AB邊可以推算出出AC,BC的邊長，進而而求得網(wǎng)中所所有邊長。根根據(jù)已知邊的的方位角和網(wǎng)網(wǎng)中的觀測角角可以推算出出其他各邊的的方位角。最最后，根據(jù)己己知點坐標及及各邊的方位位角和邊長，，就能逐次求求得其它各點點的坐標。重重復多期測量量后，就可以以測得邊坡上上各三角點的的位移大小及及方向。優(yōu)點：控制面面積大、幾何何條件多、圖圖形結構強，，有利于檢查查角度測量質質量，是山地地、丘陵及通通視條件較好好的測區(qū)廣泛泛采用的一種種測量方法。。它的缺點是是測角的任務務較重，但測測距工作量大大大減少。將位于滑坡體體附近穩(wěn)定區(qū)區(qū)域的基準點點與滑坡體上上的相鄰控制制點連成直線線以構成折線線，稱為導線線。這些控制制點稱為導線線點。導線測測量就是依次次測定各導線線邊的長度和和各轉折角值值根據(jù)起算數(shù)數(shù)據(jù)(如已知邊A'A和B'B的坐標和方位位角)，推算各邊的的坐標方位角角，從而求出出各一導線點點的坐標。②導線測量經(jīng)緯儀導線：用經(jīng)緯儀測測量轉折角，，用鋼尺測定定邊長。電磁波測距導導線：用光電測距距儀測定導線線邊長。導線測量的特特點是布設靈靈活，要求通通視的方向少少，邊長直接接測定，精度度均勻。因此此，導線測量量是測定邊坡坡平面位移常常用的一種方方法，特別是是地物分布復復雜、視線障障礙較多的隱隱蔽區(qū)和帶狀狀地區(qū)，多采采用導線測量量的方法。當滑坡區(qū)域地地形復雜、遮遮蔽較多，布布設三角點或或導線點比較較困難，而需需要監(jiān)測的變變形點數(shù)量不不多時，可采采用交會測量量的方法進行行。交會測量量的原理類似似于三角測量量，都是在三三角形內(至少有兩個點點為已知基準準點)觀測特定的角角度或邊長，，利用正余弦弦定理來計算算未知的角度度或邊長，進進而利用邊長長和方位角求求得交會點的的坐標值。根據(jù)觀測量或或觀測方式的的不同，交會會測量可分為為前方交會、、側方交會、、后方交會、、測邊交會等等。③交會測量前方交會法:在兩個已知基基準點A,B上分別設站觀觀測，測得水水平角α和β，從而可以計計算出變形監(jiān)監(jiān)測點P點的坐標。側方交會法:分別在一個已已知點A和變形監(jiān)測點點P上安置儀器，觀測水平平角α和γ，然后利用兩兩個已知點A,B的坐標來測定定未知點P的坐標。其中中，另一個已已知點C和觀測角ε可用作交會測測量成果的正正確性檢驗。。后方交會法:將儀器安置在在變形監(jiān)測點點P上，分別向三三個己知點A,B,C進行觀測，測測出水平角γ1,和γ2，然后在兩個個三角形內利利用正弦定理理進行計算，，求出P點的坐標。測邊交會法:，將測距儀或或全站儀分別別安置在三個個已知點A、B、C或變形監(jiān)測點點P上，測得三個個己知點A,B,C到P點的距離Sa，Sb，Sc，然后在兩個個三角形內利利用正余弦定定理進行計算算，由邊長推推算出P點的坐標。④水準測量:水準測量是利利用一條水平平視線，并借借助水準標尺來測定地地面上兩點間間高差的方法法。當兩點間間高差已知時時，就可由已已知點的高程程，推算出未未知點的高程程。邊坡的垂直位位移變形監(jiān)測測，就是用水水準測量來測測定監(jiān)測點與與穩(wěn)定基準點點之間的高差差，進而求得得垂直變形監(jiān)監(jiān)測點的高程程值。經(jīng)多期期測量后，就就可以利用垂垂直變形監(jiān)測測點高程值的的變化來確定定滑坡體垂直直位移的大小小和方向。⑤三角高程測測量:在山區(qū)進行變變形監(jiān)測，若若用水準測量量，則速度慢慢、困難較大大，故可采用用三角高程測測量的方法。。三角高程測測量的觀測方方法簡單，受受地形條件限限制較小，是是測定滑坡體體垂直位移變變化的一種基基本方法。但但必須用水準準測量的方法在測區(qū)內內引測一定數(shù)數(shù)量的水準點點，作為高程程起算的依據(jù)據(jù)。設站觀測法網(wǎng)網(wǎng)型布置觀測網(wǎng)型布置置，決定于觀觀測區(qū)的范圍圍、地形條件件以及觀測要要求，一般采采用以下幾種種網(wǎng)型：十字形觀測網(wǎng)網(wǎng)：適用于變形形邊坡窄長、、觀測范圍不不大、滑體滑滑動主軸明顯顯的情況。此此時，可在沿沿滑體主軸方方向布置一排排觀測點，垂垂直于主軸方方向布置若干干排觀測點。。設點時在同同一排上的變變形帶和穩(wěn)定定區(qū)均需有測測點控制，以以便進行分析析對比。固定定點可設在主主軸剖面上或或其他通視地地點。此類網(wǎng)網(wǎng)點建網(wǎng)和觀觀測都較方便便放射形觀測網(wǎng)網(wǎng)：適用于通視條條件較好、觀觀測范圍不太太大的變形邊邊坡。在變形形邊坡以外的的穩(wěn)定地帶，，選擇觀測通通視條件較好好的位置布設設2個固定測站，，從固定測站站按放射狀設設若干條觀測測線，在測線線終點的穩(wěn)定定巖體上設照照準牌，定期期觀測2組放射測網(wǎng)交交叉點的位移移變化。此法法的優(yōu)點是觀觀測時搬鏡次次數(shù)少，可節(jié)節(jié)省人力和時時間。但測點點布置不甚均均勻，靠近測測站的測點觀觀測成果較精精密。方格形觀測網(wǎng)網(wǎng)：一般適用于地地形條件復雜雜的大型邊坡坡的觀測。在在觀測范圍內內設置不同方方向觀測線，，使測線縱橫橫交叉，組成成方格網(wǎng)形。。觀測線數(shù)量量不限，觀測測點一般布置置在縱橫剖面面線的交叉點點上。此法的的優(yōu)點是：只只要求每條測測線通視，受受地形條件的的影響較小，，測點分布可可任意調整，，且分布均勻勻，觀測精度度高；缺點是是：固定測站站多，建網(wǎng)時時工作量大，，每次觀測時時，1個固定測站只只能觀測1條測線，儀器器搬動頻繁，，人力物力消消耗大，費時時間。三角站網(wǎng):當觀測地區(qū)交交通極為困難難而難以布置置大量測點時時，可在變形形帶外圍的穩(wěn)穩(wěn)定邊坡上設設置三角站網(wǎng)網(wǎng)，用以觀測測變形邊坡上上少數(shù)測點的的平面控制變變化。另外:除在地表設站站觀測邊坡位位移外，為了了了解不同高高程巖體位移移變化的情況況，也可在邊邊坡斷面上，，不同高程處處開挖勘探平平硐，在硐內內設樁觀測。。根據(jù)不同高高程巖體位移移變化情況，，以便研究邊邊坡巖體在某某一剖面上的的變形規(guī)律。。觀測資料的分分析整理一般對變形邊邊坡的觀測都都是為了分析析研究邊坡變變形破壞的規(guī)規(guī)律，其最基基本的觀測資資料為各觀測測樁的水平位位移和高程變變化的數(shù)據(jù)。。對這些數(shù)據(jù)據(jù)進行系統(tǒng)分分析整理后，，據(jù)以做出客客觀的判斷。。①編制邊坡水平位位移矢量圖及累計計水平位移矢量圖圖。將各測樁的水水平位移量按一定定比例，并按位移移的方位繪在各測測點處。從圖中可可以看出水平位移移隨時間的變化情情況。②編制邊坡高程升升降矢量圖及累計計升降矢量圖。以以各測線為基準，，橫線以上為上升升，橫線以下為下下降，將各點高程程的變化按比例（（與水平位移矢量量圖相同）繪在圖圖上。從圖中可以以看出高程升降隨隨時間的變化情況況。③編制水平位移動動和高度變化綜合合圖。將上述2種分析圖重疊。從從綜合圖上可圈定定滑坡體周界，并并可確定主滑線。。④繪制邊坡位移（（某點水平位移、、垂直位移等）與與時間的關系曲線線圖。從圖上可以以分析邊坡位移的的狀況與發(fā)展趨勢勢，以便為滑坡預預報提供依據(jù)。通通常邊坡位移的初初始階段位移的增增加比較均勻，在在滑坡前發(fā)生的一一小段時間內，位位移常常停頓，其其后位移顯著增大大，這往往是滑坡坡的預兆。從位移移與時間的關系曲曲線上可以推測出出發(fā)生滑坡的日期期。⑤編制變形和地下下水位變化的關系系曲線，用以觀察察位移和地下水位位以及降水之間的的關系。水是產生生邊坡滑動的活躍躍因素，因此，雨雨季往往滑坡比較較頻繁。位移觀測資料的分分析判斷①根據(jù)位移矢量關關系，判定滑坡體體的個數(shù)。上部觀觀測樁普遍向東移移動，而下部樁觀觀測普遍向西移動動，可以判定為上上、下滑動方向不不一致的2個滑坡體。②區(qū)分老滑坡體上上的局部移動。老老滑坡和其上的局局部移動的變化規(guī)規(guī)律在時間、方向向及位移量上有所所不同，據(jù)此可以以判斷在老滑坡上上出現(xiàn)的局部移動動③確定滑坡體的周周界。根據(jù)觀測樁樁的位移和位移方方向可以確定滑坡坡的周界，一般滑滑坡體群內各個滑滑坡邊緣位置的觀觀測樁，其位移方方向向各自的滑體體偏移，而2個滑坡中間的觀測測樁其位移是很小小的，由此可以確確定若干滑坡體的的周界及其范圍示示。④判定主滑線。在在滑坡位移矢量圖上，找出每一橫橫排上位移量，下沉量最大的的點，將這些點縱向連接起來，，就是滑坡體的主滑線，它是滑滑坡體的滑動方向。⑤判定滑床形狀。。當滑坡體只有1個滑動面時，各觀觀測樁的合矢量（（水平與升降矢量量的合矢量）與水水平線的夾角常與滑坡床上相應應部分的滑動面傾傾角相似，據(jù)此可可以推斷滑動面的傾角，從而而也可以定出滑床床的形狀。即：⑥判斷兩樁間巖體體的受力性質。從從兩相鄰觀測樁在在平面上同一方向向位移累計值比較較，可以判斷兩測測樁間的受力性質質是受壓或是受拉拉。以此差值與兩兩樁設站初期平均均距離的比值來表表示其受力的性質質。式中ε—單位長度內兩樁的的變位差，單位mm/mL0—建樁初期兩樁的平平均距離，單位m;—兩樁間累計位移差差，單位mm。當其為正值時，，說明兩樁間巖體體受拉；當其為負負值時，說明兩樁樁間巖體受壓。因因此，用上法可劃劃分滑體上的張拉拉區(qū)和壓縮區(qū)。⑦判斷邊坡巖體的的變形特征。當在在不同高程的山體體內（探硐內）設設有多層觀測樁時時，可根據(jù)在同一一垂直斷面上不同同高程觀測樁的位位移合矢量的大小小，判斷邊坡巖體體是一般性滑動、、表層滑動、深層層滑動或是旋轉等等。此外，根據(jù)各各樁間位移量的大大小和位移方向可可判定滑動體的位位置。⑧估算滑床的深度度。對壓縮變形量量小，呈整體滑動動的邊坡，可利用用某觀測樁以上滑滑體沉降的面積A1與該樁順軸向水平平位移Σ△x的比值估算該處滑滑床深度h。⑨預報邊坡滑移破破壞的時間。根據(jù)據(jù)位移變化速率及及變位與時間的關關系曲線可以預報報滑坡的時間。大地測量法有如下下優(yōu)點：（1）能確定邊坡地表表變形范圍。在邊邊坡工程監(jiān)測的初初期,監(jiān)測的重點部位往往往難以確定,甚至事與愿違,埋設監(jiān)測儀器的地地方無變形,沒有埋設儀器的地地方反而不穩(wěn)定。。因此,對于地面變形的監(jiān)監(jiān)測,確定變形的范圍是是當務之急,往往采用大地測量量方法方可奏效。。這是因為大地測測量方法不僅可以以對重點部位進行行定點變形監(jiān)測,而且監(jiān)測面積廣,可以有效地監(jiān)測確確定邊坡變形狀態(tài)態(tài)。（2）量程不受限制。大大地測量法不受量量程的限制,這是因為大地測量量法是設站觀測,儀器量程能滿足邊邊坡變形監(jiān)測,可以觀測到邊坡變變形演變的全過程程。若采用儀表觀觀測法,所埋設的儀器都存存在受量程限制的的問題。當變形量量較大時,往往超過儀器的量量程,使得監(jiān)測中斷。這這種情況在滑坡監(jiān)監(jiān)測中時有發(fā)生。。（3）觀測到邊坡體的的絕對位移量。大大地測量方法是以以變形區(qū)外穩(wěn)定的的測站為基準(或參照物)進行觀測,能夠直觀測定邊坡坡地表的絕對位移移量,掌握整體變形狀態(tài)態(tài),為評估邊坡的穩(wěn)定定性提供可靠依據(jù)據(jù)。由于大地測量方法法具有上述優(yōu)點,則在邊坡工程的地地表監(jiān)測中占主導導地位。目前邊坡坡工程監(jiān)測中,由于全站測量技術術與計算機技術結結合在一起,使其精度高,一般全站儀在毫米米級,有的可達亞毫米級級;三維測量同時提供供點位坐標和高程程;測量數(shù)字化,和計算機技術結合合形成系統(tǒng),實時性強;一機多測點,效率高。因此,受到邊坡工程監(jiān)測測人員的高度重視視。但是,大地測量法也受到到地形通視條件限限制和氣象條件(如風、雨、霧、雪雪等)的影響,工作量大,周期長,連續(xù)觀測能力較差差。GPS(全球定位系統(tǒng))測量法GPS測量法的基本原理理是用GPS衛(wèi)星發(fā)送的導航定定位信號進行空間間后方交會測量,確定地面待測點的的三維坐標。將GPS測量法用于邊坡工工程監(jiān)測有以下優(yōu)優(yōu)點:(1)觀測點之間無需通通視,選點方便;(2)觀測不受天氣條件件的限制,可以進行全天候的的觀測;(3)觀測點的三維坐標標可以同時測定,對于運動的觀測點點還能精確測出它它的速度;(4)在測程大于10km時,其相對精度可達到到5×10-6～1×10-6,此法適用于于邊坡體地地表的三維維位移監(jiān)測測,特別適合處處于地形條條件復雜、、起伏大或或建筑物密密集、通視視條件差的的邊坡監(jiān)測測。GPS接收機發(fā)展展很快,更新速度極極快。新一一代的GPS接收機具有有重量輕、、體積小、、耗電少、、智能化。。由于其快快速靜態(tài)定定位特點。。其發(fā)展趨趨勢是測量量精度和性性能將不斷斷提高,應用面會不不斷擴大。。目前,雖然GPS接收機價格格較昂貴,不完全適合合我國國情情,但在近年來來我國也掀掀起了引進進GPS的“熱潮””。開發(fā)和和應用GPS技術的勢頭頭發(fā)展很快快,已經(jīng)從理論論研究走向向實用階段段。工程實實踐證明,GPS定位精度可可達毫米級級,完全適用于于邊坡工程程的位移監(jiān)監(jiān)測。近景攝影測測量法該方法是把把近景攝影影儀(攝影經(jīng)緯儀儀或量測相2.4儀表觀測法法儀表觀測法法是指用精精密儀器儀儀表對變形形斜坡進行行地表及深深部的位移移、傾斜(沉降)動態(tài),裂縫相對張張、閉、沉沉、錯變化化及地聲、、應力應變變等物理參參數(shù)與環(huán)境境影響因素素進行監(jiān)測測。目前,監(jiān)測儀器的的類型,一般可分為為位移監(jiān)測測、地下傾傾斜監(jiān)測、、地下應力力測試和環(huán)環(huán)境監(jiān)測四四大類。按按所采用的的儀表可分分為機械式式儀表觀測測法(簡稱機測法法)和電子儀表（1）簡單地下下位移監(jiān)測測①塑料管鋼鋼棒觀測法法在鉆孔中埋埋入塑料管管（聯(lián)結要要光滑）到到預計滑動動面以下3～5m，然后定期期用直徑略略小于管內內徑的鋼棒棒放人管中中測量。當當滑坡位移移將塑料管管擠彎時，，鋼棒在滑滑面處被阻阻就可以測測出滑動面面的位置。。這種方法法只能測出出上層滑動動面的位置置。當滑動動面多于兩兩層時，可可以事先放放一棒在孔孔底，用提提升的辦法法測下層滑滑帶的位置置。②變形井監(jiān)監(jiān)測為了觀測地地面以下各各點的位移移，可以利利用勘探井井，在井中中放置一串串疊置的井井圈（混凝凝土圈或鋼鋼圈），圈圈外充填密密實。從地地面上向井井底穩(wěn)定層層吊一垂球球作觀測基基線。當各各個圈隨滑滑坡位移而而變位時．．即可測出出不同深度度各圈的位位移量，并并可判定滑滑動面的位位置。③鉆孔伸長長儀:鉆孔內測量量巖體移動動時，常采采用鉆孔伸伸長儀測量量鉆孔軸向向的位移量量，它既可可以用來測測量巖體淺淺部的位移移，也可用用來測量巖巖體的深部部位移。④剪切帶:剪切帶的作作用是探測測滑動面的位置置剪切帶的襯襯帶1由柔軟的酚酚質材料制制成，襯帶帶的兩側有有2條平行的銅銅質薄膜2，銅膜之間間按一定距距離并聯(lián)若若干電阻絲絲3，電阻絲間間距大小按按測量要求求而確定，，可采用10～100cm。整個剪切切帶的外面面有橡膠保保護層，對對已發(fā)出移移動的邊坡坡，當需要要了解滑動動面的確切切位置時，，可用剪切切帶測出。。它的工作作原理是：：在需要測測定的地方方鉆孔，深深度需穿過過可能的滑滑動面，然然后將剪切切帶放入鉆鉆孔內，用用水泥砂漿漿將它和巖巖體固結成成整體。剪剪切帶銅膜膜的上、下下兩端各有有導線穿過過橡膠保護護層引出地地面，能分分別構成閉閉合電路。。當邊坡發(fā)發(fā)生滑動時時，剪切帶帶將被剪斷斷，銅膜錯錯開后電流流不能在斷斷開處通過過，電流在在上半段和和下半段2個銅片之間間經(jīng)電阻絲絲分別構成成單獨的閉閉合回路，，通過電表表可測出各各個回路電電阻值。按按測定的結結果，測量量剪切帶上上、下端至至斷開處的的長度，從從而可確定定出破壞面面的位置。。使用這種種方法只能能確定滑動動面的位置置，不能測測出位移量量。（2）應變管監(jiān)監(jiān)測應變管，就就是將電阻阻應變片粘粘貼于硬質質聚氯乙烯烯管或金屬屬管上，埋埋入鉆孔中中，管外充充填密實，，管隨滑坡坡位移而變變形，電阻阻應變片的的電阻值也也跟著變化化，由此分分析判斷出出地下位移移和滑動面面的位置。。貼電阻應變變片的方式式有二：一一為當滑動動方向為已已知時．可可沿滑向對對貼兩片，，成半橋聯(lián)聯(lián)結，埋管管時必須注注意其方向向性。二為為當滑動方方向不明確確時，在互互相垂直的的兩個方向向貼4片，成全橋橋聯(lián)結。由由觀測結果果判定滑動動方向。用該方法的的關鍵是貼貼片工藝和和防潮，在在孔中有水水時使用壽壽命有限。。其缺點是是不易直接接測出位移移值。（3）測斜儀監(jiān)監(jiān)測①惠斯登電電橋擺錘式式是由一個單單擺在阻力力線圈中作作磁性阻尼尼擺動，把把角度變成成電信號。。一個探頭頭測一個平平面方向的的變化②應變計式式擺錘上部的的剛性薄片片上貼電阻阻應變片或或振動弦應應變計進行行角度變化化測量，仍仍是變?yōu)殡婋娦盘?，一一個探頭測測一個平面面方向的變變化。③加速度計計式是一個封閉閉環(huán)伺服加加速度計電電路。一個個探頭也在在一個平面面內測量。。一般每套套（雙軸的的）用兩個個探頭。以上為固定定式鉆孔測測斜儀④電解泡傾傾斜儀和斜斜度儀傾斜儀和斜斜度儀均可可用于監(jiān)測測滑坡的加加速度和方方向。它們們利用了共共同的原理理—電解泡原理理。在電解解泡中，導導電液在三三個電節(jié)點點A,B,C間流動，其其中C位于電解泡泡的底部且且固定不動動，A,B固定在頂部部且距C的間隔相等等。當節(jié)點點通電后，，可測出電電解液的阻阻抗，順時時針傾斜時時A,B間的阻抗增增加，B,C間的阻抗減減少。逆時時針時，情情況正好相相反。由于于阻抗變化化正比于傾傾斜的角度度，因此可可測出傾角角的改變。。在現(xiàn)場使使用時，傾傾斜儀需要要加上保護護殼才能被被安放于鉆鉆孔內，并并將配線埋埋入地下，，鉆孔用固固定帽覆蓋蓋。傾斜儀和斜斜度儀的不不同點是:傾斜儀一般般被放在鉆鉆孔內;斜度儀一般般置于地面面上，它特特別適用于于坡度陡峭峭無法設立立鉆孔平臺臺或由于經(jīng)經(jīng)濟原因而而無法鉆孔孔的情況。。同傾斜儀儀一樣，斜斜度儀也要要加上保護護外殼，將將配線埋入入地下。⑤活動式式測斜儀監(jiān)監(jiān)測測量垂直鉆鉆孔內測點點相對于孔孔底的位移移（鉆孔徑徑向）。測測量深度可可達百米且且能連續(xù)測測出鉆孔不不同深度的的相對位移移的大小和和方向。因因此，這類類儀器是觀觀測巖土體體深部位移移、確定潛潛在滑動面面和研究邊邊坡變形規(guī)規(guī)律較理想想的手段，，目前在邊邊坡深部位位移量測中中得到廣泛泛采用。如如大冶鐵礦礦邊坡、長長江新灘滑滑坡、黃臘臘石滑坡、、鏈子崖巖巖體破壞等等均運用了了此類儀器器進行巖土土深層位移移觀測。鉆孔傾斜儀由四四大部件組成：：測量探頭、傳傳輸電纜、讀數(shù)數(shù)儀及測量導管管其結構。其工工作原理是：利利用儀器探頭內內的伺服加速度度測量埋設于巖巖土體內的導管管沿孔深的斜率率變化。由于它它是自孔底向上上逐點連續(xù)測量量的所以，任意意兩點之間斜率率變化累積反映映了這兩點之間間的相互水平變變化通過定期重重復測量可提供供巖土體變形的的大小和方向。。根據(jù)位移一深深度關系曲線隨隨時間的變化中中可以很容易地地找出滑動面的的位置，同時對對滑移的位移大大小及速率進行行估計。鉆孔傾斜儀測量量成功與否，很很大程度上取決決于導管的安裝裝質量。導管的的安裝包括鉆孔孔的形成、導管管的吊裝以及回回填灌漿。圖為一個典型的的鉆孔傾斜儀成成果曲線。從圖圖中可清楚地看看到：在深度10.0m處變形加劇，可可以斷定該處就就是滑動控制面面。（4）鉆孔伸長計監(jiān)監(jiān)測①簡易鉆孔伸長長計武漢鋼鐵公司大大冶鐵礦在Ⅰ號滑體的量測中中使用了自制的的簡易鉆孔伸長長計，如圖所示示。它的安裝方方法與測量原理理是：在一根外外徑為50mm，壁厚為3mm的塑料管上（其其長度按測量深深度而定），按按要求布置測點點，在測點處的的管壁上沿直徑徑方面鉆一直徑徑為1.5mm的小孔，將直徑徑為1mm的鋼絲與8＃鐵絲相扭在一一起，并同時在在塑料管上纏繞繞2圈。然后將鐵絲絲扭緊，這時鋼鋼絲就被鐵絲捆捆緊在塑料管上上。將鋼絲一端端留一小段（約約10cm）在管外，另一一端從管壁的小小孔穿入管內，，再從管內引至至管口外標出測測點標號。在塑塑料管內充滿黃黃油，以防鋼絲絲生銹。最后將將塑料管送入鉆鉆孔中，塑料管管與孔壁之間注注入水泥砂漿，，使之與孔壁巖巖體粘結，這樣樣將塑料管和留留在管外的一段段鋼絲固定在預預定的測量位置置。在孔口的鋼鋼絲頭上系一重重錘，當塑料管管某處受力變形形時就牽動鋼絲絲使錘下移，這這時便可了解測測孔內巖體的移移動情況。②鉆孔多點精密密伸長計這種伸長計可探探測巖體是否移移動以及不同深深度巖體的位移移量。即當邊坡坡表面未顯示出出明顯的位移，，需要了解巖體體是否沿潛在滑滑動面發(fā)生移動動，可打一鉆孔孔穿過滑動面的的上下盤，把能能傳遞巖體位移移的若干條（一一般為6條）金屬絲的一一端在不同深度度處錨在孔壁上上，上錨固點應應選擇在地質結結構面的上下盤盤，把金屬絲的的另一端固定在在變形敏感的懸懸臂式薄片上，，其上貼有應變變片，薄片如有有微小的變形就就可由電阻應變變儀測出，這樣樣便可知道鉆孔孔內巖體移動的的情況。③沉降儀:沉降儀是安裝埋埋設在邊坡及其其支檔結構物內內、外表面的一一種觀測儀器，，用來監(jiān)測邊坡坡的垂直位移，，并結合水平位位移和轉動位移移的觀測對邊坡坡的變形情況作作全面的綜合分分析。常用的沉沉降儀有橫梁管管式沉降儀、電電磁式沉降儀、、干簧管式沉降降儀、水管式沉沉降儀和鋼弦式式沉降儀等。下下圖是江蘇南瑞瑞集團(國電自動化研究究院)生產的NCJM電磁式沉降儀和和南京葛南實業(yè)業(yè)有限公司生產產的WLS-1型水管式沉降儀儀，適用于土石石壩、土堤、邊邊坡、路基等結結構物內部的長長期沉降監(jiān)測。。（5）邊坡應力監(jiān)測測電測式壓力測力力計：測量精度度高，可遠距離離和長期觀測。。電測式壓力測測力計又可分為為應變式、鋼弦弦式、差動變壓壓式、差動電阻阻式等。鋼弦壓力盒與傳傳壓囊裝配圖1-機油；2-底版；3-連接套管；4-壓緊套管；5-鋼弦壓力盒；6-擰緊插孔；6-密封圈；8-油囊；9-注油嘴（6）巖石邊坡地應應力監(jiān)測邊坡地應力監(jiān)測測主要是針對大大型巖石邊坡工工程，為了了解解邊坡地應力或或在施工過程中中地應力變化而而進行的一項重重要監(jiān)測工作。。地應力監(jiān)測包包括絕對應力測測量和地應力變變化監(jiān)測。絕對對應力測量在邊邊坡開挖前和邊邊坡開挖中期以以及邊坡開挖完完成后各進行1次，以了解三個個不同階段的地地應力場情況，，采用的方法一一般是深孔應力力解除法。地應應力變化監(jiān)測即即在開挖前利用用原地質勘探平平洞埋設應力監(jiān)監(jiān)測儀器，以了了解整個開挖過過程中地應力變變化的全過程。。①Yoke應力計Yoke應力計為電阻應應變片式傳感器器，該應力計在在三峽工程船閘閘高邊坡監(jiān)測中中使用。它由鉆鉆孔徑向互成r的3個應變片測量元元件組成。根據(jù)據(jù)讀數(shù)可以計算算測點部位巖體體的垂直于鉆孔孔平面上的二維維應力。②電容應力計電容式應力計最最初主要用于地地震測報中監(jiān)測測地應力活動情情況。其結構與與Yoke壓力計類似，也也是由垂直于鉆鉆孔方向上的3個互成60°的徑向元件組成成。不同之處是是3個徑向元件安裝裝在1個薄壁鋼筒中，，鋼筒則通過灌灌漿與孔壁固結結合在一起。③壓磁式應力計計壓磁式壓力計由由6個不同方向上布布置的壓磁感應應元件組成，即即3個互成60°的徑向元件和3個與鉆孔軸線成成45°夾角的斜向元件件組成。其結構構如圖6-53所示。從理論上上講，壓磁式應應力計可以量測測測點部位巖體體的三維應力變變化情況。（7）邊坡錨固應力力測試①錨桿軸力的量量測機械式量測錨桿桿是在中空的桿桿體內放人四根根細長桿），將將其頭部固定在在錨桿內預定的的位置上。量測測錨桿一般長度度在6m以內，測點最多多為4個，用千分表直直接讀數(shù)。量出出各點間的長度度變化，計算出出應變值，然后后乘以鋼材的彈彈性模量，便可可得到各測點間間的應力。通過過長期監(jiān)測，從從而可以得到錨錨桿不同部位應應力隨時間的變變化關系。電阻應變片式量量測錨桿是在中中空錨桿內壁或或在實際使用的的錨桿上軸對稱稱貼四塊應變片片，以四個應變變的平均值作為為量測應變值，，測得的應變再再乘以鋼材的彈彈性模量，得各各點的應力值。。對預應力錨索應應力監(jiān)測，其目目的是為了分析析錨索的受力狀狀態(tài)、錨固效果果及預應力損失失情況，因預應應力的變化將受受到邊坡的變形形和內在荷載的的變化的影響，，通過監(jiān)控錨固固體系的預應力力變化可以了解解被加固邊坡的的變形與穩(wěn)定狀狀況。通常一個個邊坡工程長期期監(jiān)測的錨索數(shù)數(shù)，不少于總數(shù)數(shù)的5%。監(jiān)測設備一般般采用圓環(huán)形測測力計（液壓式式或鋼弦式）或或電阻應變式壓壓力傳感器。目前采用埋設傳傳感器的方法進進行預應力監(jiān)測測，一方面由于于傳感器的價格格昂貴，一般只只能在錨固工程程中個別點上埋埋設傳感器，存存在以點代面的的缺陷；另一方方面由于須滿足足在野外的長期期使用，因此對對傳感器性能、、穩(wěn)定性以及施施工時的埋設技技術要求較高。。如果在監(jiān)測過過程中傳感器出出現(xiàn)問題無法挽挽救，這將直接接影響到工程的的整體穩(wěn)定性的的評價。因此研研究高精度、低低成本。尤損傷傷、并可進行全全面監(jiān)測的測試試手段已成為目目前預應力錨固固工程中亟待解解決的關鍵技術術問題。針對上上述情況，已有有人提出了錨索索預應力的聲測測技術，但該技技術目前仍處于于應用研究階段段。（8）邊坡地下水監(jiān)監(jiān)測地下水是邊坡失失穩(wěn)的主要誘發(fā)發(fā)因素，對邊坡坡工程而言，地地下水動態(tài)監(jiān)測測也是一項重要要的監(jiān)測內容，，特別是對于地地下水豐富的邊邊坡，應特別引引起重視。地下下水動態(tài)監(jiān)測以以了解地下水位位為主，根據(jù)工工程要求，可進進行地下水孔隙隙水壓力、揚壓壓力、動水壓力力、地下水水質質監(jiān)測等。①地地下水水位監(jiān)監(jiān)測WLT-1020地下水水位動動態(tài)監(jiān)監(jiān)測儀儀該儀器器用進進口的的壓力力傳感感器和和國產產溫度度傳感感器材材裝于于一體體，構構成水水位一一溫度度復合合式探探頭，，采用用特制制的帶帶導氣氣管的的信號號電纜纜，水水位和和溫度度轉變變?yōu)殡婋妷盒判盘?，，傳至至地面面儀器器中，，經(jīng)放放大和和A／D變換，，由液液晶屏屏顯示示出水水位和和水溫溫值，，通過過譯碼碼和接接口電電路，，送至至數(shù)字字打印印機打打印記記錄。。儀器器的特特點是是小型型輕便便、高高精度度、高高穩(wěn)定定性、、抗干干擾、、微功功耗、、數(shù)字字化、、全自自動、、不受受孔深深孔斜斜和水水位埋埋深的的限制制，專專業(yè)觀觀測孔孔和抽抽水井井中均均可使使用。。②孔孔隙水水壓力力監(jiān)測測孔隙水水壓力力儀（1）液壓壓式孔孔隙水水壓力力儀：：土體中中孔隙隙水壓壓力通通過透透水測測頭作作用于于傳壓壓管中中液體體，液液體即即將壓壓力變變化傳傳遞到到地面面上的的測壓壓計，，由測測壓計計直接接讀出出壓力力值。。（2）電氣氣式孔孔隙水水壓力力儀：：包括電電阻、、電感感和差差動電電阻式式三種種?？卓紫端畨毫ανㄟ^過透水水金屬屬板作作用于于金屬屬薄膜膜上，，薄膜膜產生生變形形引起起電阻阻或電電磁的的變化化。（3）氣壓壓式孔孔隙水水壓力力儀：：孔隙水水壓力力作用用于傳傳感器器的薄薄膜，，薄膜膜變形形使接接觸鈕鈕接觸觸而自自接通通電路路，壓壓縮空空氣立立即從從進氣氣口進進入以以增大大薄膜膜內氣氣壓，，當內內氣壓壓與外外部孔孔隙水水壓平平衡薄薄膜恢恢復原原狀時時，接接觸鈕鈕脫離離、電電路斷斷開、、進氣氣停止止，量量測系系統(tǒng)量量出的的氣壓壓值即即為孔孔隙水水壓力力值（4）鋼弦弦式孔孔隙水水壓力力儀：：傳感器器內的的薄膜膜承受受孔降降水壓壓力產產生的的變形形引起起鋼弦弦松緊緊的改改變，，于是是產生生不同同的振振動頻頻率調調節(jié)接接收器器頻率率使與與之和和諧，，查閱閱率定定的頻頻率一一壓力力線求求得孔孔隙水水壓力力值。。5遠程監(jiān)監(jiān)測法法伴隨著著電子子技術術及計計算機機技術術的發(fā)發(fā)展，，各種種先進進的自自動遙遙控監(jiān)測系系統(tǒng)相相繼問問世，，為邊邊坡工工程，，特別別是邊邊坡崩崩塌和和滑坡坡的自自動化連連續(xù)遙遙測創(chuàng)創(chuàng)造了了有利利條件件。電電子儀儀表觀觀測的的內容容，基基本上上能實現(xiàn)現(xiàn)連續(xù)續(xù)觀測測，自自動采采集、、存儲儲、打打印和和顯示示觀測測數(shù)據(jù)據(jù)。遠遠距離無無線傳傳輸是是該方方法最最基本本的特特點，，由于于其自自動化化程度度高，，可全天天候連連續(xù)觀觀測，，故省省時、、省力力和安安全，，是當當前和和今后后一個個時期滑滑坡監(jiān)監(jiān)測發(fā)發(fā)展的的方向向。同同時，，無線線監(jiān)測測也為為我們們進行行邊坡坡監(jiān)測提提供了了一個個很好好的途途徑，，通過過無線線監(jiān)測測，我我們可可以真真正的的實現(xiàn)測測試的的多參參數(shù)，，它除除了能能測量量變形形體上上張裂裂隙的的變形形外，，還能自自動測測試雨雨量、、泉水水量、、地下下水位位、地地下溫溫度場場、滑滑面位位置及變變形量量、巖巖體內內部破破裂位位置、、范圍圍，同同時能能確定定滑體體活動動方向等等參數(shù)數(shù)，是是研究究礦山山邊坡坡和建建筑物物穩(wěn)定定性及及活動動規(guī)律律的有有力工具具。遠程網(wǎng)網(wǎng)絡監(jiān)監(jiān)控系系統(tǒng)結結構示示意圖圖現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)控中中心現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)測系系統(tǒng)結結構示示意圖圖現(xiàn)場無無線傳傳輸結結構2.6聲發(fā)射射方法法巖石或或巖體體受力力作用用時會會不斷斷地發(fā)發(fā)生破破壞，，主要要表現(xiàn)現(xiàn)為裂裂紋的的產生生、擴擴展及及巖體體斷裂裂。裂裂紋形形成或或擴展展時，，造成成應力力松弛弛，貯貯存的的部分分能量量以應應力波波的形形式釋釋放出出來，，產生生聲發(fā)發(fā)射(AcousticEmission簡稱AE)。通過過對監(jiān)監(jiān)測到到的巖巖體聲聲發(fā)射射信號號進行行分析析和研研究，，可推推斷巖巖石內內部的的形態(tài)態(tài)變化化，反反演巖巖石的的破壞壞機制制，因因此，，聲發(fā)發(fā)射作作為一一種探探測巖巖體內內部狀狀態(tài)變變化的的手段段，近近年來來越來來越多多地為為人們們所重重視。?！皠P塞塞爾效效應(KaiserEffection）：應力力成因因的裂裂紋，，僅當當荷載載達到到并超超過巖巖體所所受最最大先先期荷荷載時時力一一有聲聲發(fā)射射現(xiàn)象象出現(xiàn)現(xiàn)。研究表表明，，巖體體聲發(fā)發(fā)射水水平和和應力力量級級之間間存在在著一一定關關系，，一般般情況況下巖巖體臨臨近破破壞前前，聲聲發(fā)射射頻度度和幅幅度都都有顯顯著增增加，，破壞壞之后后，達達到新新的平平衡，，聲發(fā)發(fā)射頻頻度和和幅度度也隨隨之減減小。。因此此，對對由““震源源”傳傳至巖巖面的的巖體體聲發(fā)發(fā)射進進行檢檢測和和分析析，可可以判判斷巖巖體的的承載載程度度，預預測巖巖體的的穩(wěn)定定性。。2.7時域反射射法TDR(TimeDomainReflectometry)時域反射射測試技技術(TimeDomainReflectometry)是一種電電子測量量技術。。早在30年代，美美國的研研究人員員開始運運用時間間域反射射測試技技術檢測測通訊電電纜的通通斷情況況。從20世紀70年代起開開始應用用于巖土土工程領領域，主主要應用用于測定定土體含含水量，，監(jiān)測巖巖體和土土體變形形、邊坡坡穩(wěn)定性性及結構構變形等等方面。。在80年代初期期，國外外的研究究人員將將時間域域反射測測試技術術用于下下程地質質勘查和和監(jiān)測下下作，尤尤其在煤煤田地質質方面應應用較為為廣泛，，常用于于監(jiān)測地地下煤層層和巖層層的變形形位移等等。到90年代中期期，美國國的研究究人員將將時間域域反射測測試技術術開始用用于滑坡坡等地質質災害變變形監(jiān)測測的研究究，針對對巖石和和土體滑滑坡曾經(jīng)經(jīng)作過許許多的試試驗研究究。TDR技術并以以方便、、安全、、經(jīng)濟、、數(shù)字化化及遠程程控制等等優(yōu)點而而受到廣廣泛應用用于邊坡坡穩(wěn)定性性監(jiān)測方方面。目目前，TDR技術在國國內邊坡坡監(jiān)測領領域的應應用還處處于起步步階段，，基本的的理論分分析和大大量室內內試驗是是將其應應用于實實際工程程必小可可少的階階段。簡單地說說，TDR的原理與與雷達相相似。在在TDR滑坡監(jiān)測測系統(tǒng)中中，同軸軸電纜是是直接與與滑坡產產生接觸觸的部分分，可將將其看作作是一個個特殊的的傳感器器。同軸軸電纜的的中心是是一根金金屬導體體，其周周圍為絕絕緣介質質，絕緣緣介質外外面有金金屬的導導體環(huán)繞繞，最外外層有保保護層。。在真空空中，電電能以光光速傳播播。電在在電纜中中傳播時時，其速速度會稍稍微減慢慢，即通通常所稱稱的傳播播速度。。由于特特定電纜纜的傳播播速度是是已知的的，電纜纜測試儀儀通過測測量發(fā)送送脈沖與與反射脈脈沖之間間的時間間延遲就就可以確確定任何何電纜反反射點的的距離。。另一方面面，同軸軸電纜的的特性阻阻抗是由由自身的的材料組組成及結結構決定定的。當當電纜發(fā)發(fā)生形變變時，內內層與外外層導體體間的距距離也發(fā)發(fā)生改變變，從而而使得電電纜的阻阻抗和反反射的電電壓脈沖沖發(fā)生變變化。在在TDR系統(tǒng)中，，如果巖巖體的移移動使得得TDR電纜產生生一各種種形變，，如出現(xiàn)彎彎皺、扭扭折、滲滲水或斷斷裂，電電纜的特特性阻抗抗就會發(fā)發(fā)生相應應的變化化，反射射的電壓壓脈沖波波形也將將改變。。TDR監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)的測試試原理TDR監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)的埋設設矩形區(qū)域域1(深度48.8m)中的負值值尖峰信信號隨著著開采面面的接近近其幅值值逐漸增增加，的的剪切變變形逐漸漸增大:區(qū)域2處的TDR信號為剪剪切變形形所引起起同軸電電纜的斷斷裂(大幅值正正值信號號前存在在明顯的的負值尖尖峰信號號):在區(qū)域3(深度36.6m)處，大幅幅值正值值信號前前并無明明顯的負負值尖峰峰信號表表明該處處是拉伸伸變形所所引起的的同軸電纜纜斷裂;區(qū)域5中間隔均均勻的負負值尖峰峰信號是是由埋設設同軸電電纜前所所做的標標定缺陷陷產生的的，用于于更精確確地對變變形位置置進行定定位。上圖所示示為局部部放大后后的TDR信號，兩兩信號分分別取自自B孔距開采采面15.2m及開采面面正好位位于B孔之下時時，深度度51.8m至67.lm。可見，，隨著開開采面的的接近，，位于56.4m和62.8m深度處的的反射系系數(shù)幅值值分別由由10和13增至21和19，將此增增量與室室內試驗驗結果相相結合，，可得兩兩處相應應的同軸軸電纜剪剪切變形形分別由由8.3mm和8.5mm增至9.0mm和8.9mm，從而定定量分析析了剪切切變形值值，確定定了此兩兩深度處處上覆層層巖體和和土體的的變形量量。與測斜儀儀相比，，TDR技術具有有以下優(yōu)優(yōu)點:1)信號可信信度高、、測試過過程快速速方便、、耗電量量低，且且一套TDR設備可同同時監(jiān)測測幾百個個測點。。2)將TDR技術與GIS技術相結結合，可可利用通通訊網(wǎng)絡絡遠距離傳輸監(jiān)監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)及信號號。3)技術人員員只需在在室內便便可對各各個測點點進行遠遠程監(jiān)控控，監(jiān)測工作安安全性大大大提高高。2.8光時域反反射法(OTDR)(OpticsTimeDomainReflectometry)OTDR檢測方法法源于光光學檢測測和測距距及激光光雷達技技術，后后來又被被發(fā)展用用于光纖纖通信中中的故障障定位，，現(xiàn)在普普遍用于于分布式式光纖傳傳感系統(tǒng)統(tǒng)中。這這一方法法的實質質是:傳感器輸輸出信號號反映了了被測參參數(shù)(如裂縫)在空間上上的變化化情況，，輸出信信號主要要沿光纖纖前向傳傳輸，但但還有部部分光信信號被后后向散射射并與所所經(jīng)歷的的傳輸時時間有，，再考慮慮光波的的傳輸速速度，即即可確定定光源到到被測驗驗點距離離的信息息。光時域反反射技術術是一種種結合激激光技術術和TDR的新檢測測技術，，能夠實實時在線線地檢測測和分析析陣列輸輸出的并并行信號號，從而而快速確確定滑坡坡中變形形、應力力的大小小，以及及失效面面的位置置，真正正實現(xiàn)多多點準分分布式測測量。雖然利用用微彎機機制的強強度調制制光時域域反射技技術，可可以作為為分布式式光纖傳傳感的技技術基礎礎，但是是光纖傳傳感真正正用于滑滑坡監(jiān)測測，在技技術和施施工兩方方面都具具有相當當高的難難度。3、監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)的處處理3.1監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)的預處處理由于是多多參數(shù)的的監(jiān)測，，每個監(jiān)監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)可能具具有不同同的屬性性或者不不同的單單位，因因此有必必要對數(shù)數(shù)據(jù)進行行預先處處理來完完成數(shù)據(jù)據(jù)的協(xié)同同和同步步。數(shù)據(jù)的曲曲線擬合合趨勢疊加加趨勢疊加加法的基基本原理理就是:根據(jù)滑坡坡所處的的階段，，用一個個函數(shù)先先擬合所所要處理理數(shù)據(jù)的的總體發(fā)發(fā)展狀態(tài)態(tài)，用這這個趨勢勢函數(shù)和和周期函函數(shù)進行行疊加建建立模型型：如某滑坡坡體處于于勻速蠕蠕滑變形形階段，，尚沒有有進入加加速變形形階段，，因此我我們可以以將變形形模型表表示為線線性趨勢勢和周期期疊加模模型，即即:對于上式式線性疊疊加模型型，根據(jù)據(jù)已觀測測得到的的位移數(shù)數(shù)序列，，采用最最小二乘乘法可算算得模型型參數(shù);數(shù)據(jù)的濾濾波處理理監(jiān)測的數(shù)數(shù)據(jù)往往往是一個個長期的的過程，，其影響響因素也也是眾多多的，為為了消除除其中的的某些隨隨機因素素的影響響，我們們可以把把一個長長期過程程中監(jiān)測測的數(shù)據(jù)據(jù)序列，，按照一一定的時時間間隔隔進行統(tǒng)統(tǒng)計，可可以通過過一些濾濾波算法法把一些些干擾因因素的影影響去掉掉?？柭鼮V濾波卡爾曼濾濾波方法法的一個個重要特特征是，，通過采采用不斷斷獲取的的新觀測測數(shù)據(jù)進進行逐步步跟蹤的的實時預預報。這這種實時時預報可可以及時時根據(jù)近近期獲得得的反映映邊坡系系統(tǒng)最新新物理特特征的數(shù)數(shù)據(jù)修正正預報模模型，并并進行觀觀測誤差差的校正正。小波趨勢勢提取多元非線線性相關關分析其基本思思路和方方法是將將較多與與滑坡活活動有關關的因素素作為預預測因子子集，將將其與經(jīng)經(jīng)過了卡卡爾曼濾濾波方法法的時間間一位移移曲線進進行相關關檢驗，，通過相相關檢驗驗對預測測因子集集進行篩篩選。根根據(jù)“當當選者””的最佳佳擬合初初等函數(shù)數(shù)建立線線性方程程，采用用最小二二乘求得得待定系系數(shù)，然然后建立立回歸方方程，再再將回歸歸方程還還原為非非線性方方程，對對滑坡進進行逐步步跟蹤的的中期預預報。具具體方法法如下。。(1)篩選預報報因子當所研究究的因素素個數(shù)為為m，獲得m個觀測數(shù)數(shù)據(jù)列，，可以取取得任意意兩因素素間的相相關系數(shù)數(shù)?？梢砸缘玫揭灰粋€相關關系數(shù)矩矩陣3.2監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)的常規(guī)規(guī)處理3.2.1回歸分析析多元線性性回歸分分析非線性回回歸分析析可以通過過自變量量因子變變換，使使非線性性回歸轉轉化為線線性回歸歸，然后后求解系系數(shù)，并并予以還還原。另一種是是不能用用自變量量因子變變換化為為線性回回歸的情情況將回歸函函數(shù)按泰泰勒級數(shù)數(shù)展開，，取線性性項。具具體做法法如下：：3.2.2時間序列列分析時間序列列預測方方法的基基本思想想是:預測一個個現(xiàn)象的的未來變變化時，，用該現(xiàn)現(xiàn)象的過過去行為為來預測測未來。。即通過過時間序序列的歷歷史數(shù)據(jù)據(jù)揭示現(xiàn)現(xiàn)象隨時時間變化化的規(guī)律律，將這這種規(guī)律律延伸到到未來，，從而對對該現(xiàn)象象的未來來作出預預測。1.自回歸模模型(AR模型)自回歸((Auto-regressive)模型：利利用時間間序列不不同時刻刻數(shù)值之之間的一一定的相相關性，，t時刻的數(shù)數(shù)值是對對其過去去時刻的的數(shù)值進進行回歸歸，故稱稱其為自自回歸模模型，其其表達式式為:2.滑動平均均模型(MA模型)滑動平均均(MovingAverage,MA)模型是考考慮過去去時刻觀觀測值誤誤差和現(xiàn)現(xiàn)在的觀觀測值誤誤差與現(xiàn)現(xiàn)在觀測測值之間間的相關關性，觀觀測值是是誤差值值的線性性組合。。其表達達式為:3.自回歸-滑動平均均混合模模型(ARMA模型)當模型中中既包含含自回歸歸部分也也包括滑滑動平均均部分，，這就是是自回歸歸一滑動動平均（（Autoregressive-MovingAverageARMA)模型。其其表達式式為:以上方法法均可用用MATLAB和大型統(tǒng)統(tǒng)計軟件件SPSS進行分析析計算3.3監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)的非線線性處理理1非線性動動力學模模型對于象滑滑坡體這這樣的實實際非線線性系統(tǒng)統(tǒng)，盡管管我們不不知道描描述這些些系統(tǒng)的的動力模模型，但但是我們們卻知道道這些模模型的一一系列特特解，這這就是多多年來積積累的實實際觀測測資料，，如果把把這些觀觀測資料料看成是是該動力力模型的的一系列列離散值值，解與與數(shù)值求求解相反反的問題題，即可可反演出出較為理理想的非非線性動動力學模模型。2