邊坡工程監(jiān)測方法（ppt85）

第八章章邊邊坡坡工程程監(jiān)測測由于邊邊坡巖巖土體體性質(zhì)質(zhì)的復復雜性性，巖巖土體體地質(zhì)質(zhì)分布布的不不均勻勻性，，巖土土體性性質(zhì)受受施工工過程程、外外部環(huán)環(huán)境、、大氣氣因素素的影影響，，以及及邊坡坡的不不合理理設計計，人人工邊邊坡在在施工工過程程中火火形成成后失失穩(wěn)仍仍時有有發(fā)生生。如何有有效的的預防防和減減輕自自然邊邊坡滑滑坡災災害和和人工工邊坡坡事故故一直直是巖巖土工工程師師的重重大任任務，，比較較有效效的處處理方方法是是理論論分析析、專專家群群體經(jīng)經(jīng)驗知知識和和監(jiān)控控系統(tǒng)統(tǒng)相結結合的的綜合合集成成的理理論和和方法法。8.1概述8.2邊坡工工程監(jiān)監(jiān)測方方法與與內(nèi)容容監(jiān)測目目的：：在于把把握坡坡體變變形、、應力力、以以及地地下水水活動動等動動態(tài)特特征和和發(fā)展展規(guī)律律。指指導邊邊坡工工程施施工和和控制制施工工進程程。并并為邊邊坡工工程反反分析析與數(shù)數(shù)值仿仿真提提供參參數(shù)。。基于可可靠的的監(jiān)測測成果果資料料，可可以進進一步步查明明坡體體病害害的性性質(zhì)、、規(guī)模模、成成因、、滑面面形態(tài)態(tài)和滑滑坡推推力等等；分分析判判斷坡坡體穩(wěn)穩(wěn)定性性狀態(tài)態(tài)及其其發(fā)展展趨勢勢；必必要時時進行行監(jiān)測測預警警，或或災害害預測測預報報。邊坡工程程監(jiān)測也也是邊坡坡防護加加固或整整治工程程效果評評估與預預測的重重要手段段。8.2.1邊坡工程程監(jiān)測的的特點（1）、巖土土體介質(zhì)質(zhì)的復雜雜性；（2）、監(jiān)測測的內(nèi)容容較多：：變形、、應力、、地下水水、天氣氣、地震震等。（3）、監(jiān)測測的周期期長：兩兩年甚至至更長時時間。8.2.2邊坡工程程監(jiān)測體體系以變形監(jiān)監(jiān)測為主主，結合合應力和和強度監(jiān)監(jiān)測。邊坡變形形包括位位移和應應變，位位移是主主要的，，相應地地，應力力和強度度也將調(diào)調(diào)整和變變化。立體監(jiān)測測與全面面監(jiān)測。。變形監(jiān)測測應力監(jiān)測測其它監(jiān)測測邊坡工程程監(jiān)測體體系8.3變形監(jiān)測測地面變形形監(jiān)測：：地面位位移與沉沉降等。。地下變形形監(jiān)測：：坡體深深部位移移等。結構變形形監(jiān)測：：支擋加加固結構構及其它它建筑結結構等。。邊坡變形形包括位位移和應應變，以以位移監(jiān)監(jiān)測為主主。8.3.1地面變形形監(jiān)測簡易監(jiān)測測法儀器監(jiān)測測法設站監(jiān)測測法GPS監(jiān)測法遠程監(jiān)測法地面變形監(jiān)測方法簡易監(jiān)測法當坡體地表出出現(xiàn)明顯的裂裂縫變形時，，為了監(jiān)測坡坡體地表裂縫縫的變形活動動和發(fā)展情況況，基于臨時時性保障施工工、生產(chǎn)、生生活及交通運運輸?shù)劝踩牡哪康?，在邊邊坡現(xiàn)場經(jīng)常常采用如圖所所示的兩種簡簡易監(jiān)測方法法。儀器監(jiān)測法對于那些地表表裂縫變形活活躍的滑坡，，需要了解和和掌握其地表表裂縫連續(xù)變變形活動動態(tài)態(tài)，或者由于于其工程或建建筑的重要性性，需要重點點設防監(jiān)測，，一般采用埋埋設專門的監(jiān)監(jiān)測儀器的方方法實施滑坡坡監(jiān)測。地面傾斜監(jiān)測測法在滑坡變形發(fā)發(fā)育、發(fā)展和和破壞的過程程中，滑坡坡坡體表面都將將不同程度地地產(chǎn)生地表傾傾斜變形，并并反映滑坡變變形的發(fā)生范范圍、發(fā)育階階段和變化規(guī)規(guī)律?；碌乇碜冃涡蝺A斜監(jiān)測可可以有效可靠靠地確定滑坡坡坡體的變形形范圍，并能能從一定程度度上反映和體體現(xiàn)滑坡變形形的活動狀態(tài)態(tài)和發(fā)展規(guī)律律，特別適用用于滑坡前緣緣剪出口的分分析與判斷和和滑坡滑動方方向的確定。。設站觀測法設站觀測法是是在充分了解解現(xiàn)場的工程程地質(zhì)背景的的基礎上，，在邊坡上設設立變形觀測測點，成線狀狀或網(wǎng)絡狀布布置。在變形影響范范圍之外穩(wěn)定定地點沒置固固定觀測站，，用測量儀儀器(經(jīng)緯儀、水準準儀，測距距儀、攝影儀儀及全站型電電子速測儀、、GPS接受機等)定期監(jiān)測變形形區(qū)內(nèi)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)測辦法法。水平位移監(jiān)測測設經(jīng)緯網(wǎng)、、沉降監(jiān)測設設水準網(wǎng)。主要設站監(jiān)測測方法大地測量法GPS測量法RS測量法近景攝影測量量法激光全息測量量法激光散斑測量量法工點監(jiān)測區(qū)域或路段監(jiān)監(jiān)測大地測量法常用的大地測測量法主要有有兩方向(或三方向)前方交會法、、雙邊距離交交會法、視準準線法、小角角法、測距法法、幾何水準準測量法以及及精密三角高高程測量法等等。能確定邊坡地地表變形范圍圍；量程不受限制制；能觀測坡體的的絕對位移量量；在滑坡發(fā)生劇劇滑時，監(jiān)測測儀器設施不不會因滑坡加加速運動而損損壞，監(jiān)測人人員不必到滑滑坡體上，因因此能保證滑滑坡監(jiān)測的連連續(xù)性。GPS監(jiān)測法GPS系統(tǒng)通常由空空間導航衛(wèi)星星、地面控制制站、GPS用戶定位設備備和地面通信信網(wǎng)等部分組組成。GPS的用戶設備簡簡稱GPS接收機，由天天線、接收機機、信號處理理器和顯示器器組成。監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)監(jiān)控中心、網(wǎng)網(wǎng)絡中繼站、、現(xiàn)場分控站站、GPS基準站和移動動遠端(或GPS流動站)等部分組成。。遠程監(jiān)測法遠距離無線傳傳輸是該方法法最基本的特特點，由于其其自動化程度度高，可全天天候連續(xù)觀測測，故省時、、省力和安全全，是當前和和今后一個時時期邊坡工程程監(jiān)測發(fā)展的的方向。同時，無線監(jiān)監(jiān)測也為我們們進行邊坡監(jiān)監(jiān)測提供了一一個很好的途途徑，通過無無線監(jiān)測，我我們可以真正正的實現(xiàn)測試試的多參數(shù)，，是研究邊坡坡和建筑物穩(wěn)穩(wěn)定性及活動動規(guī)律的有力力工具。GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)叵伦冃伪O(jiān)測測地面變形與地地下變形既有有聯(lián)系又有區(qū)區(qū)別，地下變變形往往具有有超前的變形形特點和控制制坡體總體變變形活動動態(tài)態(tài)的規(guī)律。對滑坡而言，，由于其地形形、地質(zhì)條件件復雜，物質(zhì)質(zhì)組成不均，，結構強度各各異，往往地地表變形和地地下變形不盡盡一致。除了了進行滑坡地地表變形監(jiān)測測之外，還必必須進行滑坡坡地下變形監(jiān)監(jiān)測，了解滑滑坡地下變形形的活動狀態(tài)態(tài)和變化規(guī)律律，全面把握握滑坡坡體的的變形動態(tài)過過程。主要地下變形形監(jiān)測方法鉆孔測斜儀多點位移計多點沉降儀TDR監(jiān)測鉆孔測斜儀多點位移計多點沉降儀TDR監(jiān)測TDR：時域反射由TDR同軸電纜、電電纜測試儀和和數(shù)據(jù)記錄儀儀組成?；驹砣缤走_，通過過對同軸電纜纜激發(fā)一個電電脈沖，遇到到一個斷點或或變形是將返返回一個“跳跳躍”信號。。變形位置、量量級、速率可可以較為準確確確定。TDR實時自動監(jiān)測測預警系統(tǒng)結構變形監(jiān)測測在坡體變形活活動的過程中中，位于坡體體上的建筑物物（包括橋梁梁、隧道、軌軌道、護坡、、擋墻、側(cè)溝溝、天溝、截截排水溝、盲盲溝、檢查井井、抗滑工程程結構、以及及工礦房屋建建筑等），由由于自身結構構剛度相對較較大，它們往往往對坡體變變形的反映最最為直接和敏敏感。進行結結構變變形的的監(jiān)測測，可可以輔輔助工工程技技術人人員分分析坡坡體變變形性性質(zhì)、、規(guī)模模和狀狀態(tài)，，便于于掌握握變形形的發(fā)發(fā)生原原因、、穩(wěn)定定程度度及其其發(fā)展展趨勢勢。并并且，，可以以為整整治工工程設設計提提供各各種現(xiàn)現(xiàn)場參參考指指標。。我們經(jīng)常在在滑坡勘察察的過程中中，在滑坡坡地表或地地下變形監(jiān)監(jiān)測的同時時，實施滑滑坡建筑物物變形監(jiān)測測。結構變形監(jiān)監(jiān)測標線尺量法法砂漿貼片法法位移計收斂計測縫計砂漿貼片法法多點位移計計收斂計測縫計應力監(jiān)測坡體變形發(fā)發(fā)生和發(fā)育育的過程，，其實際是是坡體內(nèi)部部巖土應力力變化和發(fā)發(fā)展的過程程。為了深入了了解坡體變變形性質(zhì)、、變形機制制、穩(wěn)定程程度和發(fā)展展趨勢，在在條件適當當和經(jīng)費許許可的情況況下，可以以考慮應力力監(jiān)測。包括土中應應力監(jiān)測、、接觸應力力監(jiān)測和結結構應力監(jiān)監(jiān)測。查明坡體內(nèi)內(nèi)部巖土與與整治工程程結構的應應力分布、、活動狀態(tài)態(tài)和發(fā)展規(guī)規(guī)律。應力監(jiān)測主主要內(nèi)容巖土應力監(jiān)監(jiān)測：土中中應力、地地應力等。。接觸應力監(jiān)監(jiān)測：巖土土與結構界界面應力監(jiān)監(jiān)測測、結構構反力監(jiān)測測等。結構應力監(jiān)監(jiān)測：錨桿桿(索)軸向應力監(jiān)監(jiān)測、混凝凝土結構應應力應變監(jiān)監(jiān)測等。巖土應力監(jiān)監(jiān)測監(jiān)測坡體內(nèi)內(nèi)部巖土的的應力變化化動態(tài)。通通過土中應應力監(jiān)測，，了解坡體體應力分布布狀態(tài)，定定量解析坡坡體變形破破壞機制，，幫助工程程技術人員員認識坡體體變形性質(zhì)質(zhì)和規(guī)模，，準確把握握其穩(wěn)定程程度和發(fā)展展趨勢。土中應力監(jiān)監(jiān)測地應力監(jiān)測測a：測量孔b：應力解除除孔c：測量元件件d：被解除應應力的巖芯芯接觸應力監(jiān)監(jiān)測了解巖土與與結構的相相互作用動動態(tài)與規(guī)律律。結構的受力力狀態(tài)與分分布規(guī)律，，為工程設設計奠定可可靠的基礎礎。反力狀態(tài)量量測。結構應力監(jiān)監(jiān)測錨索應力計計錨桿應力計計鋼筋應力計計混凝土應力力計錨索應力計計錨桿應力計計鋼筋應力計計混凝土應力力計其它監(jiān)測地下水監(jiān)測測：水位、、水壓、流流速、流向向等。氣象監(jiān)測：：降雨量等等。特征量監(jiān)測測：聲發(fā)射射、地溫等等。地下水監(jiān)測測地下水是坡坡體變形發(fā)發(fā)育、發(fā)展展、或復活活、破壞成成災的重要要作用因素素，特別是是對于大型型復雜的滑滑坡，其水水文地質(zhì)條條件則更為為復雜。對滑坡區(qū)地地下水動態(tài)態(tài)進行長期期監(jiān)測，可可以明確地地下水活動動與滑坡滑滑動的相關關關系和作作用規(guī)律，，并可檢驗驗各種排水水工程的工工程效果。。通過滑坡地地下水動態(tài)態(tài)監(jiān)測，往往往可以避避免災難性性的滑坡事事故的發(fā)生生，如在滑滑坡急劇大大滑之前，，其地下水水的水位和和水質(zhì)將會會發(fā)生顯劇劇的變化，，同時，滑滑坡前緣隨隨著滑坡趾趾部的前移移將會流出出大量的泥泥水，有些些常年泉眼眼可能會變變小或變干干，有些干干涸的泉水水可能會重重新出水、、變濁。地下水動態(tài)態(tài)監(jiān)測內(nèi)容容涌水量監(jiān)測測水位監(jiān)測水溫監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測流速流向監(jiān)監(jiān)測孔隙水壓力力監(jiān)測孔隙水壓監(jiān)監(jiān)測氣象監(jiān)測（（降雨量））大氣降雨是是邊坡變形形破壞的主主要觸發(fā)因因素之一。。在每年雨季季或雨季過過后，常有有大量的滑滑坡災害發(fā)發(fā)生和其它它類型的坡坡體變形破破壞，特別別是在豐水水年份或強強暴雨期，，滑坡災害害損失更為為嚴重。對潛在滑坡坡災害發(fā)生生區(qū)域或滑滑坡場地進進行降雨量量監(jiān)測，可可以更清楚楚地掌握滑滑坡災害的的發(fā)生機理理、活動狀狀態(tài)和發(fā)展展趨勢，并并為滑坡災災害預警、、預報服務務。其它特征量量監(jiān)測聲發(fā)射監(jiān)測測地溫監(jiān)測聲發(fā)射監(jiān)測測邊坡產(chǎn)生變變形破壞是是建立在坡坡體巖土或或滑帶巖土土破壞的基基礎之上。。巖土的破破壞將產(chǎn)生生地聲，即即聲發(fā)射信信號。監(jiān)測坡體內(nèi)內(nèi)部巖土的的聲發(fā)射參參數(shù)，其目目的在于探探測坡體內(nèi)內(nèi)部巖土的的破壞部位位和破壞狀狀態(tài)，為邊邊坡穩(wěn)定性性分析與判判斷提供一一種輔助手手段和方法法。較適用于巖巖質(zhì)邊坡。。巖體聲發(fā)射射監(jiān)測儀地溫監(jiān)測地溫監(jiān)測是是一種坡體體地下內(nèi)調(diào)調(diào)查方法。。測溫方法是是利用含水水巖土體的的熱交換特特性。包括淺層地地溫法及溫溫度檢層法法。4.主要監(jiān)測技技術方法大地測量法法鉆孔測斜法法大地測量法法布點與建網(wǎng)網(wǎng)基線網(wǎng)建設設誤差評估數(shù)據(jù)分析成果整理測線布置首先應確定定主要監(jiān)測測的范圍，，在該范范圍內(nèi)按監(jiān)監(jiān)測方案的的要求確定定主要滑動動方向。按主滑動方方向及滑動動面范圍確確定測線，，然后選選取典型斷斷面布置測測線，再按按測線布置置相應觀測測點。對于不同工工程的邊坡坡，一般在在布置測點點時，均均有所不同同。突出重點，，兼顧全面面。監(jiān)測網(wǎng)的形形成考慮平面及及空間的展展開布置，，各個測線線按一定規(guī)規(guī)律形成監(jiān)監(jiān)測網(wǎng)。監(jiān)測網(wǎng)的形形成可一次次完成，也也可分階段段按不同時時期和不同同要求形成成。局部加強對于關鍵部部位如可能能形成滑動動帶、重點點監(jiān)測部位位和可疑點點，應加加強監(jiān)測工工作，在在這些點上上加密測點點。設站監(jiān)測法法監(jiān)測的周期期及頻率對于不同類類型、不同同階段的邊邊坡，根根工程所處處的階段和和規(guī)模，以以及邊坡坡變形的速速率等因素素，邊坡變變形監(jiān)測的的周期及頻頻率有所不不同，應應視具體情情況而定。。監(jiān)測的周期期及頻率坡體地表變變形監(jiān)測密密度，一般般是根據(jù)坡坡體地表裂裂縫的變形形快慢決定定。最初宜采用用三天或一一周監(jiān)測一一次。如果變形緩緩慢，則采采用每隔一一月或半月月監(jiān)測一次次。如果變形進進入加速變變形階段，，則采取每每天監(jiān)測一一次。如果變形進進一步加劇劇，或者由由于結構或或工程的重重要性及某某些特殊目目的和要求求，尚需加加密監(jiān)測，，可以一天天幾次定時時監(jiān)測。如果變形不不明顯，則則可一月、、一季或半半年監(jiān)測一一次。資料整理鉆孔測斜法法基本組成工作原理安裝技術測試技術資料整理誤差分析基本組成鉆孔測斜儀儀由測斜管管、傳感器器、測讀儀儀三部分組組成。測斜管在監(jiān)監(jiān)測前埋設設于要測的的坡體內(nèi)，，測斜管內(nèi)內(nèi)有四條十十字型對稱稱分布的凹凹型導槽，，作為測斜斜儀滑輪上上下滑行軌軌道，測量量時，使傳傳感器的導導向滾輪卡卡在測斜管管內(nèi)壁的導導槽中，沿沿槽滾動將將傳感器放放入測斜管管，并由引引出的導線線將測得數(shù)數(shù)據(jù)顯示在在測讀儀上上。工作原理測斜儀的原原理是通過過擺錘受重重力作用來來測傳感器器與鉛垂線線之間的傾傾角，進進而計算垂垂直位置各各點的水平平位移。只有當埋設設好的測斜斜管的軸線線是鉛垂線線時，水平平偏差才是是對應的水水平位移值值，但要將將測斜管的的軸線埋設設成鉛垂線線幾乎是不不可能的，，測斜管埋埋設好后，，總有一定定的傾斜和和撓曲。因因此首次測測量值只能能作為基本本值，其后后將傳感器器水平轉(zhuǎn)180，后所得測量量值與首次測測量值的水平平偏差值才是是各個測段的的水平位移值值。原理示意圖埋設技術采用鉆具定位位開孔，成孔孔偏斜度不允允許1度，鉆孔應鉆鉆至下臥硬土土層或基巖內(nèi)內(nèi)3—5m，若軟土層深深厚難以進入入硬土層時，，鉆孔至足夠夠深度不產(chǎn)生生水平位移，，視管底端的的水平位移為為零，作為固固定端，否則則導管頂端應應校正。第一根導管管管底用塑料板板封死，用芯芯模將兩管槽槽對準，涂抹抹粘合劑，固固定接頭導管管，減小槽口口縱向扭曲。。將接裝好的測測斜管平直地地移向孔口，，底端朝向孔孔口，用人力力或機械拉住住兩根護繩索索，對正施測測的方向、均均勻彎曲測斜斜管、繩索隨隨測斜管同步步放到孔底。。埋設孔較深深，地面接成成全管向鉆孔孔內(nèi)放置有困困難時，可分分段在地面接接成，整體在在孔口埋設時時連接。導管埋至預定定深度后，校校正導向槽的的方向后，在在導管與鉆孔孔壁之間用砂砂或小瓜子片片填充。導管管埋設完成后后停留一段時時間，使鉆孔孔中填土密實實緊貼導管，，進行零點讀讀數(shù)測試，并并測量管口高高程。（考慮慮回填料的壓壓密過程，一一般在安裝一一月后量測初初讀）埋設安裝步驟驟在觀測的孔位位處用測量方方法確定其位位置；在定位點安裝裝鉆機進行鉆鉆孔；接長測斜管的的方法分一次次接成或連接接成幾段，或或逐節(jié)在孔口口接成所需的的長度；用經(jīng)緯儀或地地質(zhì)羅盤校正正導向槽的方方向，使其對對準欲測的方方向；回填孔管間隙隙；進行孔口保護護；對已埋設測斜斜管初始位置置的觀測，所所測結果視為為基準值記人人埋設記錄表表。鉆孔測斜管安裝回填孔口保護測斜管安裝示示意圖觀測方法采用測斜儀觀觀測邊坡體內(nèi)內(nèi)部水平位移移，每次觀測測時，從測斜斜管底自下而而上，用測斜斜儀測頭，每每0．5m一個測點，逐逐次測量管軸軸線與鉛垂線線的夾角，并并記錄測點至至管口的距離離。對于每次觀測測，測斜儀測測頭軸線誤差差必須進行修修正。對于垂直測斜斜管，同一方方向的觀測應應正反各測一一次，取其測測值之差的平平均值，以消消除軸線的誤誤差，同一測測點正反兩次次測值之和的的平均值為一一常數(shù)。國外有的測斜斜儀讀數(shù)儀自自動記錄每次次正反觀測成成果并進行誤誤差修正。監(jiān)測周期鉆孔深部位移移監(jiān)測的監(jiān)測測周期，一般般要視坡體變變形速度及其其重要性而定定。一般為每月一一次，雨季加加密；如果變形急劇劇、或者其穩(wěn)穩(wěn)定與安全非非常重要，應應加密監(jiān)測，，可以５至１１０天監(jiān)測一一次；如果變形速度度緩慢，則可可２至３月監(jiān)監(jiān)測一次。如果趨于穩(wěn)定定，可