地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警吳益平中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）工程學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警吳益平中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）12提綱

主要監(jiān)測技術(shù)與內(nèi)容

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地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的目的與原則

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的概念

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警

單體地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警2提綱主要監(jiān)測技術(shù)與內(nèi)容123452地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件3按預(yù)警對象的物理參量劃分，滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警可劃分為空間預(yù)警、時間預(yù)警和強度預(yù)警三類，一次圓滿的預(yù)警應(yīng)包括這三個物理參量，且應(yīng)該計算做出每個物理參量發(fā)生的概率大?。赡苄源笮。?，從而確定向社會發(fā)布的方式、范圍和應(yīng)急反應(yīng)對策。按預(yù)警對象的物理參量劃分，滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警可劃分為空間預(yù)警4表1預(yù)警工程的階段劃分表1預(yù)警工程的階段劃分5表2預(yù)警產(chǎn)品等級及色標(biāo)表2預(yù)警產(chǎn)品等級及色標(biāo)67地質(zhì)體內(nèi)部信息源：位移場（深部斷層位移、地面沉降位移、斜坡位移）地應(yīng)力場（構(gòu)造應(yīng)力、自重應(yīng)力）孔隙水壓力場水化學(xué)場聲波場電磁場……地質(zhì)體外部信息源：大氣要素（降雨、凍融、…)

河岸侵蝕人類活動……其它信息源：動物異常行為……

7地質(zhì)體內(nèi)部信息源：7地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的目的1、及時掌握災(zāi)害體變形動態(tài)，分析其穩(wěn)定性，超前做出預(yù)測預(yù)報，防止災(zāi)難發(fā)生。2、為災(zāi)害治理工程等提供可靠資料和科學(xué)依據(jù)。3、為政府部門對在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)、環(huán)境治理等方面的規(guī)劃和決策提供基礎(chǔ)依據(jù)。4、向全社會提供崩塌、滑坡監(jiān)測信息服務(wù)。8地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的目的88監(jiān)測預(yù)警工程

人們將地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警工作的運作體系稱為監(jiān)測預(yù)警工程，它包括地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報信息系統(tǒng)的建立和運行，崗位責(zé)任人員組織系統(tǒng)的建立和實施，臨災(zāi)緊急搶險避難行動方案的制訂（及后續(xù)執(zhí)行）。監(jiān)測預(yù)警工程的實施中應(yīng)貫徹以下基本原則，即：（1）監(jiān)測、預(yù)警方法要土洋結(jié)合，以有效為準(zhǔn)；（2）工作隊伍要群專結(jié)合，以專帶群，重大問題靠專，面上的問題靠群；（3）管理決策要技政結(jié)合，技術(shù)上負(fù)責(zé)搞好災(zāi)情、險情判斷，行政上負(fù)責(zé)工程系統(tǒng)運行的組織實施。9監(jiān)測預(yù)警工程人們將地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警工作的運作9滑坡常規(guī)監(jiān)測技術(shù)不同類型的滑坡，所采用的監(jiān)測技術(shù)方法各不相同就監(jiān)測內(nèi)容來說，常分為：

（1）位移監(jiān)測（2）應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測（3）地下水動態(tài)監(jiān)測（4）地表水動態(tài)監(jiān)測（5）地聲監(jiān)測（6）放射元素監(jiān)測（7）環(huán)境因素監(jiān)測（8）宏觀現(xiàn)象監(jiān)測……10滑坡常規(guī)監(jiān)測技術(shù)不同類型的滑坡，所采用的監(jiān)測技術(shù)方法各不相同10111111位移監(jiān)測主要有簡易監(jiān)測（皮尺、鋼尺等）、儀器儀表監(jiān)測（絕對位移監(jiān)測、裂縫相對位移監(jiān)測、地面傾斜監(jiān)測等）幾種形式。一、相對位移監(jiān)測相對位移監(jiān)測是設(shè)點量測地質(zhì)體重點變形部位點與點之間的相對位移變化（張開、閉合、下沉、抬升、錯動等），從而定量表示變形的一種監(jiān)測方法。主要用于對裂縫、崩滑帶、采空區(qū)頂?shù)装遘浫鯅A層、危巖體邊界等部位的監(jiān)測。按所采用的儀表可分為機械式傳動儀表觀測法(簡稱機測法)和電子儀表觀測法(簡稱電測法)兩類。。12位移監(jiān)測主要有簡易監(jiān)測（皮尺、鋼尺等）、儀器儀表監(jiān)測（絕12（一）機測法

1、主要方法（1）在裂縫或滑面兩側(cè)（或上、下）設(shè)標(biāo)記或埋樁，定期用鋼尺等直接量測裂縫張開、閉合、位錯或下沉等變形；（2）在裂縫、滑帶以及建筑物上設(shè)置騎縫式標(biāo)志，如貼水泥砂漿片、玻璃片等，直接量測；（3）在平斜硐及采空區(qū)頂板設(shè)置重錘，量測硐頂?shù)南鄬ξ灰坪统两怠?/p>

2、特點（1）簡便易行，投入快，成本低，便于群測群防；（2）操作簡單，直觀性強；（3）精度稍差，觀測時勞動強度大。13（一）機測法1、主要方法131314

▲

裂縫兩側(cè)設(shè)立標(biāo)桿▲裂縫壁上安裝標(biāo)尺▲在滑坡裂縫兩側(cè)設(shè)置木樁、標(biāo)尺，▲埋樁法測量滑坡體后緣位移量可以測量其變形拉裂14▲裂縫兩側(cè)設(shè)立標(biāo)桿1415圖2-6鋼尺直接測量裂縫伸縮量15圖2-6鋼尺直接測量裂縫伸縮量1516圖2-10BGK4420裂縫計16圖2-10BGK4420裂縫計16（二）電測法

電測法往往采用二次儀表觀測，即將傳感器(探頭)埋設(shè)于崩滑災(zāi)害體變形部位，使用能將傳感器電信號轉(zhuǎn)換成人們所感知(或熟識)信息的電子儀表(如頻率計之類)觀測。特點：（1）儀表靈敏度高、精度高；（2）監(jiān)測采樣速度快，可自動巡回檢測，遠(yuǎn)距離傳輸；（3）觀測的成果資料不及機測可靠度高。電測位移計一定要具備防風(fēng)、防雨、防腐蝕、防潮、防震、防雷電干擾等性能，以保障儀器儀表的長期穩(wěn)定性及監(jiān)測成果資料的可靠度。17（二）電測法

1717二、絕對位移監(jiān)測有大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法等。（一）大地形變監(jiān)測1、主要監(jiān)測方法有：視準(zhǔn)線法、小角法、測距法等。2、特點（1）量程不受限制，能大范圍全面控制崩滑體；（2）技術(shù)成熟、精度高；（3）易受通視條件和氣象條件（風(fēng)、雨、雪、霧）影響；（4）外業(yè)工作量大、周期長。18二、絕對位移監(jiān)測有大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法18

3、常用監(jiān)測儀器一般采用高精度測角、測距的光學(xué)儀器和光電測量儀器。4、觀測點的布設(shè)觀測點分為固定觀測點(控制點)和變形觀測點，標(biāo)型均為墩標(biāo)。固定觀測點(控制點)，埋設(shè)在滑坡體之外穩(wěn)定區(qū)(基巖)；變形觀測點主要布置在滑坡主軸觀測斷面線(或利用主勘探線剖面)和監(jiān)測網(wǎng)通過的滑坡體地面拉伸、壓縮變形和上述變形的過渡地段。193、常用監(jiān)測儀器191920圖2-4全站儀應(yīng)用于邊坡監(jiān)測20圖2-4全站儀應(yīng)用于邊坡監(jiān)測20

(二)GPS測量法

1、特點（1）觀測點之間無需通視，選點方便；（2）觀測不受氣候條件限制，可進行全天侯監(jiān)測；（3）可同時進行平面位移與垂直位移監(jiān)測；（4）可長期連續(xù)監(jiān)測，不會漏掉重大的變形信息；（5）從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理到分析、管理的全過程易于實現(xiàn)自動化。（6）如果監(jiān)測點數(shù)量多、且要全部進行長期自動化監(jiān)測時，需要大量的GPS接收機、太陽能供電裝置及通訊設(shè)備、微機等安裝在野外無人值守的監(jiān)測房內(nèi)，安全難以得到保證等問題。

2、適用范圍適用于各種滑坡不同變形階段的三維位移監(jiān)測。21(二)GPS測量法1、特點21212222229/2002

系統(tǒng)配置移動電話-無線收發(fā)機-電纜9/2002系統(tǒng)配置移動電話-無線收發(fā)機-電纜239/2002

系統(tǒng)配置(續(xù))控制器基準(zhǔn)參考測量站roverMeasurementStationlandslideroverMeasurementStation辦公室基準(zhǔn)參考測量站移動電話-無線收發(fā)機-電纜GPS天線太陽能電池板需要有較好的視天移動電話或無線電收發(fā)機天線

系統(tǒng)管理GPS數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)可視化

與各測量站通訊9/2002系統(tǒng)配置(續(xù))控制器基準(zhǔn)參考測量站24(三)近景攝影測量法

1、工作原理通常把近景攝影儀安置在兩個不同位置的固定測點，同時對滑坡區(qū)觀測點攝影構(gòu)成立體象對，利用立體坐標(biāo)儀量測象片上各觀測點三維坐標(biāo)的一種方法。在相對精度方面，可以滿足崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測要求。即適合于危巖體臨空陡壁裂縫變化或滑坡地表位移量變化速率較大時的監(jiān)測。

2、特點（1）周期性重復(fù)攝影，外業(yè)工作簡便，可同時測定多個測點的空間座標(biāo)；（2）獲得的像片是崩滑體變形的實況記錄，可以隨時比較分析；（3）設(shè)站受地形條件限制，內(nèi)業(yè)工作量大。

3、常用儀器：量測攝影機、半量測攝影機、非量測攝影機。25(三)近景攝影測量法1、工作原理2525262626地面傾斜監(jiān)測法

1、工作原理主要用于監(jiān)測崩滑體地面傾斜方向和傾角變化。將移動式傾斜儀定期巡回放置于固定專用測點的盤座上，按預(yù)定的幾個方向各自180°往復(fù)測量，為判斷測點三維合成位移變形方向及趨勢提供直接信息。

2、適用范圍①主要用于傾倒式崩塌、拉裂式崩塌、切層滑坡等；②對于順層滑動不宜采用。27地面傾斜監(jiān)測法

1、工作原理2727深部位移監(jiān)測一、鉆孔測斜法鉆孔測斜法是用于觀測鉆孔內(nèi)目標(biāo)深度巖（土）體橫向位移矢量的一種原位測試監(jiān)測手段。測斜儀類型包括：滑動電阻式、滑動電阻片式、鋼弦式、伺服加速度計式和電解式。目前以伺服加速度計式應(yīng)用較廣。28深部位移監(jiān)測一、鉆孔測斜法282829圖2-9鉆孔傾斜儀29圖2-9鉆孔傾斜儀2930

▲管式應(yīng)變測量計安裝圖▲測斜孔結(jié)構(gòu)圖30▲管式應(yīng)變測量計安裝圖30深部位移監(jiān)測二、鉆孔多點位移監(jiān)測法鉆孔多點位移監(jiān)測法是用于觀測鉆孔巖土體單向或三向位移變化的一種原位測試手段，利用鉆孔位移計定期逐段測量鉆孔的三向位移信息，從而獲得巖體內(nèi)部位移隨時間的變化。以水平孔多點位移計最為常用。31深部位移監(jiān)測二、鉆孔多點位移監(jiān)測法3131應(yīng)力監(jiān)測一、巖土體壓力計（壓力盒）

主要有振弦式、液壓式和電阻應(yīng)變計式，以振弦式最為常見。

應(yīng)用技術(shù)要求

（1）壓力盒的量程：壓力盒的量程有限，選擇量程時，應(yīng)充分估算預(yù)承壓大小，同時應(yīng)考慮滑坡體整體應(yīng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中對埋設(shè)部位的應(yīng)力狀態(tài)影響；根據(jù)經(jīng)驗，量程應(yīng)選為估算預(yù)承壓的兩倍或更高。

（2）壓力盒的安裝：壓力盒的安裝屬一次性隱蔽工程，安裝質(zhì)量的好壞同其運行壽命和測量精度密切相關(guān)。首先確認(rèn)壓力盒的承壓面，其次要保證安裝部位平整并與應(yīng)力方向垂直；特殊環(huán)境下，須考慮壓力盒具有耐腐蝕能力。32應(yīng)力監(jiān)測一、巖土體壓力計（壓力盒）323233▲壓力盒33▲壓力盒33應(yīng)力監(jiān)測二、錨索（桿）測力計

主要有振弦式、電阻應(yīng)變式等類型，以振弦式應(yīng)用較廣。

應(yīng)用技術(shù)要求

（1）測力計的安裝：嚴(yán)格保證錨墊板的厚度（剛度）和尺寸（保證測力部分完全承壓于錨墊板上），錨索測力計承壓面與孔軸線垂直，誤差應(yīng)﹤5°，并嚴(yán)格對中；小量程測力計本身和其附件應(yīng)具有一定的偏載適應(yīng)能力。

（2）量程的選擇：錨固工程施工時，錨索（桿）的鎖定預(yù)應(yīng)力值一般均小于預(yù)應(yīng)力設(shè)計值，故測力計的量程與錨索（桿）的應(yīng)力設(shè)計值保持一致即可。

（3）溫度干擾：影響測量精度的主要因素是監(jiān)測運行期環(huán)境溫度變化，應(yīng)進行定量的溫度校正予以消除。34應(yīng)力監(jiān)測二、錨索（桿）測力計343435伸長儀（Extensometer）

35伸長儀（Extensometer）

3536條帶式伸長儀36條帶式伸長儀36應(yīng)變監(jiān)測1、工作原理

在滑坡體治理過程中，埋入式應(yīng)變計主要用于測試混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變信息。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)由于受力產(chǎn)生應(yīng)變時，應(yīng)變計會隨之產(chǎn)生應(yīng)變變形，從而可測得混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)變信息。2、儀器設(shè)備

主要有振弦式、電阻式和光纖式傳感器。3、應(yīng)用技術(shù)要求

（1）應(yīng)變計的尺寸：應(yīng)變計的長度和直徑之比要滿足一定條件，通常L／R采用15～25范圍。

（2）應(yīng)變計的安裝：應(yīng)變計的軸向要對準(zhǔn)擬測變形方向。37應(yīng)變監(jiān)測1、工作原理3737地下水（動態(tài)）監(jiān)測1、工作原理

通過壓力傳感器直接或間接測量滑坡體（主要是滑帶）含水率、孔隙水壓力、地下水位、流量、流速和水溫等參數(shù)隨時間的變化。2、應(yīng)用技術(shù)要求

（1）設(shè)備的安裝：分為測壓管（有壓管和無壓管）安裝和鉆孔中直接安裝。在鉆孔中直接安裝時，傳感器周圍使用細(xì)砂或其它透水材料充填；對于多深度監(jiān)測，各深度部位之間使用隔水材料隔離止水。

（2）由于其傳感器安裝為隱蔽工程，除要求監(jiān)測設(shè)備具有較高的精度、較大的量程外，還應(yīng)具備較強的抗干擾及耐腐蝕性。

（3）地下水動態(tài)觀測的持續(xù)時間一般不少于1個水文年。38地下水（動態(tài)）監(jiān)測1、工作原理383839圖2-11水位自動記錄儀39圖2-11水位自動記錄儀3940圖2-12BGK4500S型滲壓計40圖2-12BGK4500S型滲壓計4041圖2-13水位標(biāo)尺41圖2-13水位標(biāo)尺41聲發(fā)射監(jiān)測

1、工作原理

材料或巖體結(jié)構(gòu)受力作用時發(fā)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射(AcousticEmission簡稱AE)，而用儀器檢測分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。2、適用范圍

（1）巖石破裂產(chǎn)生的聲發(fā)射信號比觀測到位移信息超前，因此，聲發(fā)射監(jiān)測適用于巖質(zhì)斜坡處于劇滑臨崩階段的短臨前兆性監(jiān)測。

（2）在勘查階段，一般可不采用。

（3）對于噪聲環(huán)境比較惡劣(如交通繁華地帶、施工區(qū))的滑坡意義不大。3、常用儀器

美制AE50008型聲發(fā)射儀、國產(chǎn)YSS-1型巖體聲發(fā)射儀、YSZ-2型智能化l6通道巖體聲發(fā)射儀、SJ-1型6通道聲發(fā)射監(jiān)測儀、DY-2型地音儀、WD-1型無線電地音儀、YSS巖石聲發(fā)射參數(shù)測定儀等。42聲發(fā)射監(jiān)測

1、工作原理4242其它監(jiān)測方法一、放射性監(jiān)測（氡氣測量法）放射性元素在衰變過程中產(chǎn)生的氡等射氣，其穿透能力比較弱，但是當(dāng)它們遇到斷層及構(gòu)造裂隙帶時，氡射氣就會沿裂隙上升到地表并在土壤中富集，氡射氣的富集不受地表覆蓋層厚度的影響。

當(dāng)滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)時，氡(Rn)的濃度維持一穩(wěn)定的低水平；當(dāng)巖土體滑動時，巖(土)中的氡迅速釋放，其濃度急劇增大，且隨滑坡體的規(guī)模大小和變形速度而異。利用測氡技術(shù)方法，測量氡異常變化，就能發(fā)現(xiàn)和查明這些地質(zhì)災(zāi)害，達到預(yù)報的目的。43其它監(jiān)測方法一、放射性監(jiān)測（氡氣測量法）4343

二、環(huán)境因素監(jiān)測

主要是滑坡所處環(huán)境的氣溫及降水量的監(jiān)測。特別是受水動力誘發(fā)的滑坡，降雨量是監(jiān)測工作的重要參數(shù)。1、降雨量監(jiān)測

設(shè)備有機械式和電動自記式兩大類。

監(jiān)測內(nèi)容有：年均、月均、日均降水量，最大日降水量、最大小時降水量等。2、巖土體溫度監(jiān)測

常用埋入式溫度計，測定巖土體溫度。

三、地震監(jiān)測、人類工程活動監(jiān)測

用于監(jiān)測人工開挖、爆破及誘發(fā)地震、天然地震(包括治理施工)等破壞性因素的監(jiān)測。44二、環(huán)境因素監(jiān)測4444454545宏觀地質(zhì)觀測法

所謂宏觀地質(zhì)觀測法，是用常規(guī)地質(zhì)調(diào)查方法，對崩塌、滑坡的宏觀變形跡象和與其有關(guān)的各種異?，F(xiàn)象進行定期的觀測、記錄，以便隨時掌握崩塌、滑坡的變形動態(tài)及發(fā)展趨勢，達到科學(xué)預(yù)報的目的。1、宏觀變形形跡

崩滑體后緣產(chǎn)生弧形拉張裂縫、后緣崩塌掉塊并突然出現(xiàn)陷落帶、陷落坑；房屋變形，樹木歪斜呈馬刀樹醉漢林；前緣斜坡隆起且開始出現(xiàn)巖（土）體擠（剪）出，同時測量其前緣變形量呈直線急劇上升時，往往是大崩滑啟動破壞的前兆。2、地聲異常3、動物行為異常4、地下水宏觀異變

出現(xiàn)新泉或泉流量劇增，水變渾，或水溫上升，或噴射出地表。46宏觀地質(zhì)觀測法所謂宏觀地質(zhì)觀測法，是用常規(guī)地質(zhì)調(diào)查方46分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）布里淵光時域反射傳感技術(shù)（(Brillouinoptictime-domainreflectometer，BOTDR)?應(yīng)用現(xiàn)狀?BOTDR技術(shù)起初應(yīng)用于航天領(lǐng)域，在發(fā)達國家相繼應(yīng)用于電力、通訊、工程等領(lǐng)域的應(yīng)變檢測和監(jiān)控。工程領(lǐng)域主要應(yīng)用于橋梁、大壩、隧道等大型基礎(chǔ)工程的安全監(jiān)測和健康診斷，并取得了很多成功應(yīng)用的經(jīng)驗。近年來，日韓等國開始將BOTDR技術(shù)應(yīng)用于邊坡工程的變形監(jiān)測中。我國在工程領(lǐng)域引入BOTDR技術(shù)相對較晚，目前主要應(yīng)用于橋梁、隧道等構(gòu)筑工程的變形監(jiān)測中，并取得了一定成果，開始應(yīng)用于滑坡、邊坡變形監(jiān)測領(lǐng)域。47分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）布里淵光時域反射47分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）48分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）4848分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）

49分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）

494950基于光纖傳感的邊坡監(jiān)測系統(tǒng)50基于光纖傳感的邊坡監(jiān)測系統(tǒng)50時域反射技術(shù)（TDR）

時間域反射測試技術(shù)(TimeDomainRenectometry)簡稱TDR，是一種電子測量技術(shù)。許多年來，一直被用于各種物體形態(tài)特征的測量和空間定位。1、工作原理TDR技術(shù)用于滑坡監(jiān)測時，首先將同軸測試電纜垂直埋設(shè)在滑坡體內(nèi)，然后從地表電纜端向同軸電纜內(nèi)發(fā)射高頻脈沖測試信號，如果埋設(shè)的同軸電纜某段受到滑坡蠕動的巖石或土體的擠壓，那么同軸電纜就會發(fā)生變形，變形處同軸電纜的特征阻抗會發(fā)生變化，測試脈沖信號在同軸電纜中傳播，會反應(yīng)電纜的阻抗特性，在電纜的阻抗特性發(fā)生變化的地方，測試信號會發(fā)生反射。在地表用監(jiān)測系統(tǒng)接收此反射信號，通過對反射信號的到達時間與振幅幅度的分析，即可推測滑坡體的蠕動變形位置和程度，從而達到對滑坡體監(jiān)測的目的。51時域反射技術(shù)（TDR）時間域反射測試技術(shù)(TimeD51525252時域反射技術(shù)（TDRTDR）2、技術(shù)特點①簡便快捷

電纜安裝簡單，測試過程用時短，數(shù)秒內(nèi)即可完成數(shù)據(jù)采集。②成本低廉③可實現(xiàn)實時連續(xù)監(jiān)測④支持大變形測量TDR監(jiān)測技術(shù)在位移監(jiān)測中雖然精度低于鉆孔測斜儀監(jiān)測法，但它支持較大的變形監(jiān)測，在一定條件下，可以作為鉆孔測斜管的替代品。⑤技術(shù)局限TDR監(jiān)測技術(shù)的有效性是以其測試電纜的變形為前提，若電纜未產(chǎn)生變形，就很難監(jiān)測滑坡的位移。另外，單一的TDR監(jiān)測技術(shù)很難確定滑坡滑動的方向。因此，在應(yīng)用過程中一般同鉆孔測斜儀配合使用，在滑坡變形方向已知的情況下可以單獨使用。53時域反射技術(shù)（TDRTDR）2、技術(shù)特點5353時域反射技術(shù)（TDRTDR）應(yīng)用實例（四川省雅安峽口滑坡監(jiān)測）54時域反射技術(shù)（TDRTDR）應(yīng)用實例（54三維激光掃描測量法

根據(jù)工作平臺的不同，該技術(shù)可分為陸基系統(tǒng)和空載系統(tǒng)兩種。1、工作原理

三維激光掃描系統(tǒng)主要由快速精確的激光測距儀和可引導(dǎo)激光以等角速度掃描的反射棱鏡組成。激光測距儀發(fā)射激光，并同時接收來自斜坡表面的反射光信號進行距離測量；針對每個地物掃描點的信息，借助與測站至掃描點的斜距，配合激光掃描的水平與垂直方向角，可以計算出每個地物掃描點相對于測站的三維空間相對坐標(biāo)；如果測站的三維坐標(biāo)已知，或者欲測量斜坡表面有足夠的控制點坐標(biāo)，即可換算每一掃描點的三維大地坐標(biāo)。

當(dāng)斜坡（滑坡）存在變形時，通過周期性重復(fù)掃描，計算不同期次之間，地表掃描點的坐標(biāo)差，即可以獲得斜坡（滑坡）表面的變形數(shù)據(jù)。55三維激光掃描測量法根據(jù)工作平臺的不同，該技術(shù)可分為陸基系統(tǒng)5556圖5.7激光掃描系統(tǒng)所采用的設(shè)備56圖5.7激光掃描系統(tǒng)所采用的設(shè)備56三維激光掃描測量法2、技術(shù)特點①由于該技術(shù)可以獲得大量的空間信息數(shù)據(jù)，只要掃描點的密度足夠高，可以獲得近于連續(xù)的斜坡表面空間模型數(shù)據(jù)，可用于邊坡穩(wěn)定性評價中的建模工作。②當(dāng)用于滑坡監(jiān)測時，可以獲得斜坡表面近于連續(xù)的變形區(qū)域，在時間域，可以充份識別變形區(qū)域和變形區(qū)域的動態(tài)發(fā)展趨勢。該技術(shù)相對于地表位移GPS測量和大地形變?nèi)緶y量技術(shù)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。③該技術(shù)為非接觸測量技術(shù)，在滑坡災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查和監(jiān)測中，可以降低投入成本和保障人員安全。④該技術(shù)由于數(shù)據(jù)量大，對于數(shù)據(jù)處理的速度和效率要求很高，因此需要較好的硬件和高效便捷的軟件支持。陸基掃描系統(tǒng)受目前已有設(shè)備掃描距離的限制（一般為數(shù)百米，目前最遠(yuǎn)的設(shè)備可以達到1Km以上），對于大型滑坡或野外測試條件較差的滑坡，實施測量時一般采用分片方式，對于分片掃描的數(shù)據(jù)，通過軟件和控制點進行數(shù)據(jù)圖像的拼接處理。57三維激光掃描測量法2、技術(shù)特點5757微震監(jiān)測法?微震監(jiān)測技術(shù)在礦山安全監(jiān)測領(lǐng)域已由數(shù)十年的發(fā)展歷史，在南非等礦業(yè)發(fā)達國家，該技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛和成熟。?近兩年來，隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是波形識別理論的日益成熟，聲發(fā)射技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，也越來越受到人們的重視。微震監(jiān)測系統(tǒng)被認(rèn)為是巖體工程災(zāi)害最有效的監(jiān)測方法之一。?已有16通道、32通道、48通道和64通道的設(shè)備投入使用。58微震監(jiān)測法?微震監(jiān)測技術(shù)在礦山安全監(jiān)測領(lǐng)域已由數(shù)十年的發(fā)58微震監(jiān)測法1、工作原理

利用聲發(fā)射和微震監(jiān)測技術(shù)對聲發(fā)射與微震源進行精確定位，可以識別事件的發(fā)生位置、時間和不穩(wěn)定程度。聲源定位的基本方法是根據(jù)P波到達的時差或S波和P波到達的時差，利用標(biāo)準(zhǔn)距離公式來求解聲源位置。2、技術(shù)特點

微震監(jiān)測技術(shù)可以從巖體變形的最初始階段開始，跟蹤監(jiān)測巖體內(nèi)部從單元巖塊的斷裂到整個巖體失穩(wěn)的漸進性破壞過程，從而大大促進了監(jiān)測工作的科學(xué)性，同時提高了工程與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報的準(zhǔn)確性和超前性。與傳統(tǒng)巖體穩(wěn)定監(jiān)測技術(shù)相比，微震監(jiān)測技術(shù)的最大優(yōu)點是可以準(zhǔn)確給出巖體失穩(wěn)的空間位置并使災(zāi)害預(yù)報提前約30～45天。59微震監(jiān)測法1、工作原理5959微震監(jiān)測法應(yīng)用實例（南非某邊坡）

60邊坡拾振器布置圖和微震事件分布圖微震監(jiān)測法應(yīng)用實例（南非某邊坡）60邊坡拾振器布置圖和微60合成孔徑干涉雷達技術(shù)(InSAR)

合成孔徑雷達(SAR)是一種主動式微波傳感器，它與傳統(tǒng)的光學(xué)傳感器不同，具有強大的微波穿透云雨能力，從而不依賴于太陽作為照射源，實現(xiàn)全天時、全天候的獲取資料。合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）是在SAR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的空間對地觀測技術(shù)，兼顧SAR技術(shù)的優(yōu)點，同時又解決了SAR圖像的三維成像問題存在的缺點，能夠獲取更高精度的地形信息，并且還可以監(jiān)測地表和冰雪表面的微弱變化（毫米級），監(jiān)測時間間隔跨度很大（從幾天到幾年），可獲得全球高精度的、高可靠性的地表變化信息。61合成孔徑干涉雷達技術(shù)(InSAR)合成孔徑雷達(SAR61626262綜合監(jiān)測系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測的技術(shù)手段，已經(jīng)由傳統(tǒng)的機械測量法，發(fā)展為與激光、GPS、星載雷達、近景測量等的多種新興技術(shù)相結(jié)合的綜合監(jiān)測系統(tǒng)和方法，例如3S監(jiān)測系統(tǒng)。其技術(shù)特點，從原始的手動、靜態(tài)、局部，逐漸發(fā)展為自動、實時、全局檢測，取得了全面的質(zhì)的飛躍。63綜合監(jiān)測系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測的技術(shù)手段，已經(jīng)由傳統(tǒng)的6364地質(zhì)災(zāi)害自動監(jiān)測系統(tǒng)64地質(zhì)災(zāi)害自動監(jiān)測系統(tǒng)64地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警（1）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警的物理學(xué)基礎(chǔ)是，地質(zhì)環(huán)境是變化的，地質(zhì)環(huán)境變化的動力是地外天體引力、地球內(nèi)動力、地球表層外動力和人類社會工程經(jīng)濟活動等單種因素或多種因素的耦合作用。（2）由于天體引力、地球內(nèi)動力、地球表層外動力和人類工程活動具有隨機性，四者的耦合作用更是隨機的。因此，地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)主要是概率論與數(shù)理統(tǒng)計。地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警（1）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警的物理學(xué)基礎(chǔ)是，地質(zhì)環(huán)65（3）實際工作中由于研究區(qū)域的尺度、統(tǒng)計樣本數(shù)量、單體規(guī)模和相關(guān)因素的巨大差異，常常難以區(qū)分是自然滑坡事件還是滑坡災(zāi)害事件。（4）統(tǒng)計預(yù)警是一種可能性或隨機概率預(yù)警，它包含了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的空間范圍、時間區(qū)間和暴發(fā)強度等參數(shù)的不同等級的可能性或準(zhǔn)確度，有時給出的是一個模糊的綜合量度指標(biāo)，盡管我們可以從理論上劃分為地質(zhì)災(zāi)害空間預(yù)警、時間預(yù)警和強度預(yù)警。（3）實際工作中由于研究區(qū)域的尺度、統(tǒng)計樣本數(shù)量、單體規(guī)模和66（5）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警是可以劃分為不同層級和不同尺度的，它起源于地質(zhì)調(diào)查空間精度、激發(fā)因素（如大氣降雨）的時空預(yù)警尺度和服務(wù)的國土范圍等諸多方面限制。。（6）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警的精度評價主要考慮空間尺度、時間尺度和強度等級，并針對不同預(yù)警層級和預(yù)警尺度的確定區(qū)域分別建立時間預(yù)警的準(zhǔn)確率、空報率、漏報率、預(yù)警偏差和預(yù)警效率以及空間暴發(fā)區(qū)域或暴發(fā)強度的吻合程度等內(nèi)容的評價標(biāo)準(zhǔn)。（5）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警是可以劃分為不同層級和不同尺度的，它起67（7）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警產(chǎn)品的應(yīng)用決策主要涉及到發(fā)布的空間尺度、時間分辨率、社會對風(fēng)險的接受性、響應(yīng)對策和應(yīng)急機制等方面的完善程度，更多地表現(xiàn)為風(fēng)險型決策問題。（8）地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警解除涉及到科學(xué)技術(shù)、行政職能、社會管理、法律依據(jù)和人文環(huán)境等多方面問題。（7）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警產(chǎn)品的應(yīng)用決策主要涉及到發(fā)布的空間尺度6869區(qū)域降雨型地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害～氣象預(yù)警預(yù)報的科學(xué)難點均勻場（降雨）非均勻場（地質(zhì)災(zāi)害）69區(qū)域降雨型地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害～氣象均勻場（降雨69701、均勻場（降雨）與非均勻場（災(zāi)害）相互疊加開展的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報暫時僅停留在表面上的，統(tǒng)計意義上的疊加。2、降雨入滲的地質(zhì)災(zāi)害機理研究目前成為提高區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報精度和科學(xué)性的瓶頸。3、目前的預(yù)報精度評估：例如：降雨預(yù)報的精度60％，區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報的精度20％－50％，疊加后的精度僅為12％－30％。可見，提高預(yù)報精度是目前地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報需要攻克的科學(xué)難點?？茖W(xué)難點701、均勻場（降雨）與非均勻場（災(zāi)害）相互疊加開展的區(qū)域地70將地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警理論原理劃分為三大類：隱式統(tǒng)計預(yù)警：僅用臨界雨量判據(jù)。地質(zhì)環(huán)境是隱含的。顯式統(tǒng)計預(yù)警：目前尚處于研究探索中?？紤]地質(zhì)環(huán)境變化與降雨參數(shù)等多因素耦合建立預(yù)警判據(jù)模型。動力預(yù)警：機理研究作為基礎(chǔ)。實質(zhì)上是一種解析方法。將地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警理論原理劃分為三大類：7172國土資源部、中央氣象臺聯(lián)合發(fā)布的預(yù)警信息72國土資源部、中央氣象臺聯(lián)合發(fā)布的預(yù)警信息7273737374浙江省基于WEBGIS的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警平臺浙江省2004云娜臺風(fēng)期間地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息圖74浙江省基于WEBGIS的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警平臺浙江省2004云742003年以來，中國大陸也陸續(xù)開展了國家級和省級地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作。2003年4月7日，國土資源部和中國氣象局簽訂《關(guān)于聯(lián)合開展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作協(xié)議》，并于2003年6月1日正式啟動。2003年以來，中國大陸也陸續(xù)開展了國家級和省級地質(zhì)災(zāi)害氣象75工作流程接收降雨數(shù)據(jù)制作預(yù)警產(chǎn)品預(yù)警會商發(fā)布預(yù)警信息收集信息校驗電視網(wǎng)絡(luò)廣播手機短信不斷改進工作流程接收降雨數(shù)據(jù)制作預(yù)警產(chǎn)品預(yù)警會商發(fā)布預(yù)警信息收集信息76地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件77地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件78地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件79地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警區(qū)劃地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警區(qū)劃802003年把全國劃分為7個一級區(qū)，28個二級（預(yù)警）區(qū)2003年把全國劃分為7個一級區(qū)，28個二級（預(yù)警）區(qū)81

地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警判據(jù)模式圖A區(qū)—不發(fā)布預(yù)報區(qū)；B區(qū)—預(yù)報發(fā)布區(qū)；C區(qū)—警報發(fā)布區(qū)

α線—預(yù)報臨界線（二、三級分界線）；β線—警報臨界線（四、五級分界線）

地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警判據(jù)模式圖822004年把全國劃分為7個一級區(qū)，74個二級（預(yù)警）區(qū)2004年把全國劃分為7個一級區(qū)，74個二級（預(yù)警）區(qū)8384滑坡預(yù)報方法（1）滑坡變形前兆的現(xiàn)象預(yù)報法（2）位移－時間曲線變化趨勢判斷法（3）齋滕法和改進的齋滕法（4）統(tǒng)計數(shù)學(xué)模型回歸模型、灰色理論模型、泊松旋回模型、生物生長模型、梯度正弦模型、災(zāi)變理論模型、灰色－災(zāi)變耦合模型84滑坡預(yù)報方法（1）滑坡變形前兆的現(xiàn)象預(yù)報法8485（5）非線性動力學(xué)模型預(yù)報法（6）降雨量參數(shù)預(yù)報法（7）聲發(fā)射參數(shù)預(yù)報法（8）多參數(shù)預(yù)報法滑坡預(yù)報方法85（5）非線性動力學(xué)模型預(yù)報法滑坡預(yù)報方法85臨滑宏觀前兆（1）滑坡前緣土體突然強烈上降膨脹滑坡向前推擠的明顯跡象，表明即將發(fā)生較為深層的整體滑動，滑坡規(guī)模也較大。（2）滑坡前緣突然出現(xiàn)局部滑坍可能是滑坡失去支撐而即將發(fā)生整體滑坡，也可能是局部的失穩(wěn)。（3）滑坡前緣泉水流量突然異常堵塞多年的泉水突然涌出，或者泉水、井突然干枯、井水位突然變化等異?，F(xiàn)象。說明滑坡體變形滑動強烈，可能發(fā)生整體滑動。（4）滑坡地表池塘和水田突然下降或干涸表明滑坡體上出現(xiàn)了深度較大的拉張裂縫，并且水體滲入，加劇了滑坡變形，可能發(fā)生整體滑動。臨滑宏觀前兆86（5）滑坡前緣突然出現(xiàn)規(guī)律排列的裂縫滑坡前部甚至中部出現(xiàn)橫向及縱向裂縫，表明滑坡體向前推擠受到阻礙，進入臨滑狀態(tài)。（6）滑坡后緣突然出現(xiàn)明顯的弧形裂縫說明斜坡已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，弧形張開裂縫范圍可能就是發(fā)生滑坡的范圍。（7）簡易觀測數(shù)據(jù)突然變化觀測數(shù)據(jù)突然增大或減小，說明出了滑坡變形加速變化的趨勢。（8）動物出現(xiàn)異常現(xiàn)象豬、牛、雞、狗等驚恐不寧，不入睡，老鼠亂竄不進洞等等，可能是滑坡即將來臨觀測資料預(yù)報法：即時間—位移曲線變化趨勢判斷法（5）滑坡前緣突然出現(xiàn)規(guī)律排列的裂縫觀測資料預(yù)報法：即時間—87井泉水質(zhì)變渾（豐都柏木塘滑坡）拉裂縫（豐都回龍灣東滑坡）房屋拉裂（忠縣挖斷山變形體）井水位下降（忠縣王河變形體）滑坡變形跡象舉例井泉水質(zhì)變渾（豐都柏木塘滑坡）拉裂縫（豐都回龍灣東滑坡）房屋8889巖土體蠕變（流變）理論：初始變形AB段：對應(yīng)滑坡體的初始啟動階段。在斜坡的演化過程中，隨著河谷下切及風(fēng)化卸荷等表生改造作用，坡度不斷變陡，坡體內(nèi)應(yīng)力不斷調(diào)整，并逐漸進入下滑力與抗滑力近于相等的階段，此時，若遇某種相對較強的外界因素(如降雨、地震等)的突然加載，斜坡可能突然啟動，出現(xiàn)明顯的變形跡象。隨著引起滑坡體突然啟動的外界因素的減弱和消失，坡體的變形也逐漸減弱，因此初始變形階段位移-時間曲線總體表現(xiàn)為一下凹曲線。89巖土體蠕變（流變）理論：初始變形AB段：對應(yīng)滑坡體的初始8990巖土體蠕變（流變）理論：等速變形BC段：對應(yīng)滑坡體的等速滑動階段。滑坡經(jīng)過初始變形階段之后，坡體內(nèi)潛在滑面開始形成，此時土體應(yīng)力調(diào)整主要集中在潛在滑面上。隨著潛在滑面的破裂，下滑力在緩慢增大，但土體應(yīng)力調(diào)整的結(jié)果使得抗剪強度逐漸提高，并趨向峰值增長，因此抗滑力由初始變形階段小于下滑力的狀態(tài)很快過度到近似等于下滑力的狀態(tài)。等速變形階段位移-時間曲線總體表現(xiàn)為一傾斜直線，宏觀變形速率也基本保持不變，只是變形曲線會因為不時受到外界因素的干擾和影響而可能會有所波動。90巖土體蠕變（流變）理論：等速變形BC段：對應(yīng)滑坡體的等速9091巖土體蠕變（流變）理論：加速變形CF段：對應(yīng)滑坡體的加速滑動階段?；陆?jīng)過等速變形階段之后，潛在滑面上的抗剪強度達到最大值，此后逐漸降低至殘余值。但下滑力仍在隨著潛在滑面的破裂而增大。因此加速變形階段，滑坡體下滑力要明顯大于抗滑力，其位移-時間曲線總體表現(xiàn)為一上凹曲線，宏觀變形速率也逐漸增大。根據(jù)滑坡運動和曲線特點，在加速變形階段又可以細(xì)分為初加速、中加速和臨滑階段91巖土體蠕變（流變）理論：加速變形CF段：對應(yīng)滑坡體的加速9192單體滑坡災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警新灘滑坡黃茨滑坡千將坪滑坡92單體滑坡災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警新灘滑坡9293發(fā)展歷史：1964年，姜家坡前緣出現(xiàn)拉裂縫。－－潛伏孕育階段1968年，長辦開始勘探并合同湖北省西陵峽巖崩調(diào)查處進行了地表位移觀測。1985年6月12日凌晨，發(fā)生大型山體滑坡?；w體積約2千萬立方米，為一巨型堆積層滑坡，對岸涌浪跡線高達54M。預(yù)報及時，10下午開始緊急搬遷，1371人無一人傷亡。

新灘滑坡發(fā)生于長江西陵峽上段的兵書寶劍峽出口的新灘鎮(zhèn)一帶。93發(fā)展歷史：

新灘滑坡發(fā)生于長江西陵峽上段的兵書寶劍峽出口9394滑坡前滑坡后94滑坡前滑坡后9495

新灘滑坡地面位移曲線959596新灘滑坡96新灘滑坡96長江三峽新灘滑坡專業(yè)監(jiān)測及成功預(yù)報

測繪工作者踏遍新灘地區(qū)的崇山峻嶺，行程約８萬公里，布設(shè)了72個儀器測站和９個觀測點，測量了15個交會點、５條水準(zhǔn)路線和由６個點組成的三角網(wǎng)，對整個滑坡地段形成了嚴(yán)密的科學(xué)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，易滑動坡體的任何輕微滑動，都被準(zhǔn)確地記錄下來，可以預(yù)先掌握滑坡的動態(tài)。利用持續(xù)不斷的觀測結(jié)果分析，終于成功地預(yù)報了發(fā)生在1985年６月12日凌晨３點45分至４點20分的新灘滑坡。

長江三峽新灘滑坡專業(yè)監(jiān)測及成功預(yù)報97長江新灘滑坡于1985年6月12日凌晨滑動長江新灘滑坡于1985年6月12日凌晨滑動98地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件99地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件100101黃茨滑坡1995年1月30日凌晨2時30分,正是人們酣睡時刻,甘肅省永靖縣黃茨發(fā)生了大滑坡，近600萬立方米的巨大山體驟然下滑三四十米令人驚奇的是,災(zāi)區(qū)只有部分房屋開裂,沒有造成房倒屋塌,人員傷亡的悲慘后果。鐵科院西北分院滑坡研究中心依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)做出準(zhǔn)確的臨滑預(yù)報?！熬C合決策”于1995年1月28日～29日,向鎮(zhèn)、縣、省三級政府發(fā)出正式“險情報告”,認(rèn)為黃茨滑坡將于1995年1月31日一2月7日整體下滑，給出一個危險期。由于預(yù)報使各有關(guān)方面有了充分的思想準(zhǔn)備，減少了災(zāi)害損失101黃茨滑坡1995年1月30日凌晨2時30分,正是人們101102甘肅永靖黃茨滑坡前緣102甘肅永靖黃茨滑坡前緣102103采用多種監(jiān)測手段為了監(jiān)測后緣裂縫位移量,設(shè)置了機械式單點位移計為了監(jiān)測四級階地地面沉降量,設(shè)置了沉降監(jiān)測樁為了確定滑面位置,設(shè)置鉆孔測斜孔為了監(jiān)測中前部主滑體動態(tài),設(shè)置地面監(jiān)測樁用經(jīng)緯儀監(jiān)測為了早期判斷滑坡出口,設(shè)置地面傾斜盤為了監(jiān)測中后部及出口裂縫發(fā)展情況,設(shè)查簡易監(jiān)測樁為了監(jiān)測后緣裂縫位移量,設(shè)置電子記錄式位移計為了研究聲發(fā)射信息與位移信息的關(guān)系,設(shè)置聲發(fā)射探頭103采用多種監(jiān)測手段為了監(jiān)測后緣裂縫位移量,設(shè)置了機械式103104千將坪滑坡2003年7月13日零點20分千將坪滑坡高速滑入青干河中，激起近30m的涌浪，打翻青干河中22條漁船?；禄牒又卸氯拥?，形成近20m高的滑坡淤壩?；略斐?4人死亡，10人失蹤，近千人受災(zāi)，直接經(jīng)濟損失達5735萬元?；乱恢芮霸诨潞笱匾殉霈F(xiàn)一條貫穿滑坡的東西向裂縫，寬約50cm。7月12日8時首先在滑坡前沿發(fā)現(xiàn)地表裂縫，裂縫寬約0.5cm，并沿山體兩側(cè)斷斷續(xù)續(xù)一直從海拔140m左右的山腳延伸到海拔約450m山坡上的老裂縫，裂縫圈定山體形態(tài)已呈現(xiàn)簸箕狀。12日14：30有關(guān)技術(shù)人員組織人員分20多個點對山體變形進行實時監(jiān)測，監(jiān)測周期為1h，監(jiān)測手段主要為在建筑物的裂縫上貼紙條以及地表裂縫兩側(cè)安裝簡易裂縫計等。21：40，部分建筑物墻壁上紙條被撐破，裂縫明顯增大，建筑物內(nèi)啪啪作響。23：20，裂縫出現(xiàn)錯位，可聽到山上落下的飛石聲，山體運動開始，山體上居民大撤離開始。104千將坪滑坡2003年7月13日零點20分千將坪滑坡高104105千將坪滑坡全貌圖105千將坪滑坡全貌圖105106千將坪滑坡前緣106千將坪滑坡前緣106107簡易裂縫計監(jiān)測107簡易裂縫計監(jiān)測107108108108109滑坡體內(nèi)縱張裂縫109滑坡體內(nèi)縱張裂縫109110TheEnd!Thankyouforyourattention!110TheEnd!110地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警吳益平中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）工程學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警吳益平中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）111112提綱

主要監(jiān)測技術(shù)與內(nèi)容

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地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的目的與原則

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的概念

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警

單體地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警2提綱主要監(jiān)測技術(shù)與內(nèi)容12345112地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方法與系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料課件113按預(yù)警對象的物理參量劃分，滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警可劃分為空間預(yù)警、時間預(yù)警和強度預(yù)警三類，一次圓滿的預(yù)警應(yīng)包括這三個物理參量，且應(yīng)該計算做出每個物理參量發(fā)生的概率大?。赡苄源笮。?，從而確定向社會發(fā)布的方式、范圍和應(yīng)急反應(yīng)對策。按預(yù)警對象的物理參量劃分，滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警可劃分為空間預(yù)警114表1預(yù)警工程的階段劃分表1預(yù)警工程的階段劃分115表2預(yù)警產(chǎn)品等級及色標(biāo)表2預(yù)警產(chǎn)品等級及色標(biāo)116117地質(zhì)體內(nèi)部信息源：位移場（深部斷層位移、地面沉降位移、斜坡位移）地應(yīng)力場（構(gòu)造應(yīng)力、自重應(yīng)力）孔隙水壓力場水化學(xué)場聲波場電磁場……地質(zhì)體外部信息源：大氣要素（降雨、凍融、…)

河岸侵蝕人類活動……其它信息源：動物異常行為……

7地質(zhì)體內(nèi)部信息源：117地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的目的1、及時掌握災(zāi)害體變形動態(tài)，分析其穩(wěn)定性，超前做出預(yù)測預(yù)報，防止災(zāi)難發(fā)生。2、為災(zāi)害治理工程等提供可靠資料和科學(xué)依據(jù)。3、為政府部門對在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)、環(huán)境治理等方面的規(guī)劃和決策提供基礎(chǔ)依據(jù)。4、向全社會提供崩塌、滑坡監(jiān)測信息服務(wù)。118地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的目的8118監(jiān)測預(yù)警工程

人們將地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警工作的運作體系稱為監(jiān)測預(yù)警工程，它包括地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報信息系統(tǒng)的建立和運行，崗位責(zé)任人員組織系統(tǒng)的建立和實施，臨災(zāi)緊急搶險避難行動方案的制訂（及后續(xù)執(zhí)行）。監(jiān)測預(yù)警工程的實施中應(yīng)貫徹以下基本原則，即：（1）監(jiān)測、預(yù)警方法要土洋結(jié)合，以有效為準(zhǔn)；（2）工作隊伍要群專結(jié)合，以專帶群，重大問題靠專，面上的問題靠群；（3）管理決策要技政結(jié)合，技術(shù)上負(fù)責(zé)搞好災(zāi)情、險情判斷，行政上負(fù)責(zé)工程系統(tǒng)運行的組織實施。119監(jiān)測預(yù)警工程人們將地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警工作的運作119滑坡常規(guī)監(jiān)測技術(shù)不同類型的滑坡，所采用的監(jiān)測技術(shù)方法各不相同就監(jiān)測內(nèi)容來說，常分為：

（1）位移監(jiān)測（2）應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測（3）地下水動態(tài)監(jiān)測（4）地表水動態(tài)監(jiān)測（5）地聲監(jiān)測（6）放射元素監(jiān)測（7）環(huán)境因素監(jiān)測（8）宏觀現(xiàn)象監(jiān)測……120滑坡常規(guī)監(jiān)測技術(shù)不同類型的滑坡，所采用的監(jiān)測技術(shù)方法各不相同12012111121位移監(jiān)測主要有簡易監(jiān)測（皮尺、鋼尺等）、儀器儀表監(jiān)測（絕對位移監(jiān)測、裂縫相對位移監(jiān)測、地面傾斜監(jiān)測等）幾種形式。一、相對位移監(jiān)測相對位移監(jiān)測是設(shè)點量測地質(zhì)體重點變形部位點與點之間的相對位移變化（張開、閉合、下沉、抬升、錯動等），從而定量表示變形的一種監(jiān)測方法。主要用于對裂縫、崩滑帶、采空區(qū)頂?shù)装遘浫鯅A層、危巖體邊界等部位的監(jiān)測。按所采用的儀表可分為機械式傳動儀表觀測法(簡稱機測法)和電子儀表觀測法(簡稱電測法)兩類。。122位移監(jiān)測主要有簡易監(jiān)測（皮尺、鋼尺等）、儀器儀表監(jiān)測（絕122（一）機測法

1、主要方法（1）在裂縫或滑面兩側(cè)（或上、下）設(shè)標(biāo)記或埋樁，定期用鋼尺等直接量測裂縫張開、閉合、位錯或下沉等變形；（2）在裂縫、滑帶以及建筑物上設(shè)置騎縫式標(biāo)志，如貼水泥砂漿片、玻璃片等，直接量測；（3）在平斜硐及采空區(qū)頂板設(shè)置重錘，量測硐頂?shù)南鄬ξ灰坪统两怠?/p>

2、特點（1）簡便易行，投入快，成本低，便于群測群防；（2）操作簡單，直觀性強；（3）精度稍差，觀測時勞動強度大。123（一）機測法1、主要方法13123124

▲

裂縫兩側(cè)設(shè)立標(biāo)桿▲裂縫壁上安裝標(biāo)尺▲在滑坡裂縫兩側(cè)設(shè)置木樁、標(biāo)尺，▲埋樁法測量滑坡體后緣位移量可以測量其變形拉裂14▲裂縫兩側(cè)設(shè)立標(biāo)桿124125圖2-6鋼尺直接測量裂縫伸縮量15圖2-6鋼尺直接測量裂縫伸縮量125126圖2-10BGK4420裂縫計16圖2-10BGK4420裂縫計126（二）電測法

電測法往往采用二次儀表觀測，即將傳感器(探頭)埋設(shè)于崩滑災(zāi)害體變形部位，使用能將傳感器電信號轉(zhuǎn)換成人們所感知(或熟識)信息的電子儀表(如頻率計之類)觀測。特點：（1）儀表靈敏度高、精度高；（2）監(jiān)測采樣速度快，可自動巡回檢測，遠(yuǎn)距離傳輸；（3）觀測的成果資料不及機測可靠度高。電測位移計一定要具備防風(fēng)、防雨、防腐蝕、防潮、防震、防雷電干擾等性能，以保障儀器儀表的長期穩(wěn)定性及監(jiān)測成果資料的可靠度。127（二）電測法

17127二、絕對位移監(jiān)測有大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法等。（一）大地形變監(jiān)測1、主要監(jiān)測方法有：視準(zhǔn)線法、小角法、測距法等。2、特點（1）量程不受限制，能大范圍全面控制崩滑體；（2）技術(shù)成熟、精度高；（3）易受通視條件和氣象條件（風(fēng)、雨、雪、霧）影響；（4）外業(yè)工作量大、周期長。128二、絕對位移監(jiān)測有大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法128

3、常用監(jiān)測儀器一般采用高精度測角、測距的光學(xué)儀器和光電測量儀器。4、觀測點的布設(shè)觀測點分為固定觀測點(控制點)和變形觀測點，標(biāo)型均為墩標(biāo)。固定觀測點(控制點)，埋設(shè)在滑坡體之外穩(wěn)定區(qū)(基巖)；變形觀測點主要布置在滑坡主軸觀測斷面線(或利用主勘探線剖面)和監(jiān)測網(wǎng)通過的滑坡體地面拉伸、壓縮變形和上述變形的過渡地段。1293、常用監(jiān)測儀器19129130圖2-4全站儀應(yīng)用于邊坡監(jiān)測20圖2-4全站儀應(yīng)用于邊坡監(jiān)測130

(二)GPS測量法

1、特點（1）觀測點之間無需通視，選點方便；（2）觀測不受氣候條件限制，可進行全天侯監(jiān)測；（3）可同時進行平面位移與垂直位移監(jiān)測；（4）可長期連續(xù)監(jiān)測，不會漏掉重大的變形信息；（5）從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理到分析、管理的全過程易于實現(xiàn)自動化。（6）如果監(jiān)測點數(shù)量多、且要全部進行長期自動化監(jiān)測時，需要大量的GPS接收機、太陽能供電裝置及通訊設(shè)備、微機等安裝在野外無人值守的監(jiān)測房內(nèi)，安全難以得到保證等問題。

2、適用范圍適用于各種滑坡不同變形階段的三維位移監(jiān)測。131(二)GPS測量法1、特點21131132221329/2002

系統(tǒng)配置移動電話-無線收發(fā)機-電纜9/2002系統(tǒng)配置移動電話-無線收發(fā)機-電纜1339/2002

系統(tǒng)配置(續(xù))控制器基準(zhǔn)參考測量站roverMeasurementStationlandslideroverMeasurementStation辦公室基準(zhǔn)參考測量站移動電話-無線收發(fā)機-電纜GPS天線太陽能電池板需要有較好的視天移動電話或無線電收發(fā)機天線

系統(tǒng)管理GPS數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)可視化

與各測量站通訊9/2002系統(tǒng)配置(續(xù))控制器基準(zhǔn)參考測量站134(三)近景攝影測量法

1、工作原理通常把近景攝影儀安置在兩個不同位置的固定測點，同時對滑坡區(qū)觀測點攝影構(gòu)成立體象對，利用立體坐標(biāo)儀量測象片上各觀測點三維坐標(biāo)的一種方法。在相對精度方面，可以滿足崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測要求。即適合于危巖體臨空陡壁裂縫變化或滑坡地表位移量變化速率較大時的監(jiān)測。

2、特點（1）周期性重復(fù)攝影，外業(yè)工作簡便，可同時測定多個測點的空間座標(biāo)；（2）獲得的像片是崩滑體變形的實況記錄，可以隨時比較分析；（3）設(shè)站受地形條件限制，內(nèi)業(yè)工作量大。

3、常用儀器：量測攝影機、半量測攝影機、非量測攝影機。135(三)近景攝影測量法1、工作原理2513513626136地面傾斜監(jiān)測法

1、工作原理主要用于監(jiān)測崩滑體地面傾斜方向和傾角變化。將移動式傾斜儀定期巡回放置于固定專用測點的盤座上，按預(yù)定的幾個方向各自180°往復(fù)測量，為判斷測點三維合成位移變形方向及趨勢提供直接信息。

2、適用范圍①主要用于傾倒式崩塌、拉裂式崩塌、切層滑坡等；②對于順層滑動不宜采用。137地面傾斜監(jiān)測法

1、工作原理27137深部位移監(jiān)測一、鉆孔測斜法鉆孔測斜法是用于觀測鉆孔內(nèi)目標(biāo)深度巖（土）體橫向位移矢量的一種原位測試監(jiān)測手段。測斜儀類型包括：滑動電阻式、滑動電阻片式、鋼弦式、伺服加速度計式和電解式。目前以伺服加速度計式應(yīng)用較廣。138深部位移監(jiān)測一、鉆孔測斜法28138139圖2-9鉆孔傾斜儀29圖2-9鉆孔傾斜儀139140

▲管式應(yīng)變測量計安裝圖▲測斜孔結(jié)構(gòu)圖30▲管式應(yīng)變測量計安裝圖140深部位移監(jiān)測二、鉆孔多點位移監(jiān)測法鉆孔多點位移監(jiān)測法是用于觀測鉆孔巖土體單向或三向位移變化的一種原位測試手段，利用鉆孔位移計定期逐段測量鉆孔的三向位移信息，從而獲得巖體內(nèi)部位移隨時間的變化。以水平孔多點位移計最為常用。141深部位移監(jiān)測二、鉆孔多點位移監(jiān)測法31141應(yīng)力監(jiān)測一、巖土體壓力計（壓力盒）

主要有振弦式、液壓式和電阻應(yīng)變計式，以振弦式最為常見。

應(yīng)用技術(shù)要求

（1）壓力盒的量程：壓力盒的量程有限，選擇量程時，應(yīng)充分估算預(yù)承壓大小，同時應(yīng)考慮滑坡體整體應(yīng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中對埋設(shè)部位的應(yīng)力狀態(tài)影響；根據(jù)經(jīng)驗，量程應(yīng)選為估算預(yù)承壓的兩倍或更高。

（2）壓力盒的安裝：壓力盒的安裝屬一次性隱蔽工程，安裝質(zhì)量的好壞同其運行壽命和測量精度密切相關(guān)。首先確認(rèn)壓力盒的承壓面，其次要保證安裝部位平整并與應(yīng)力方向垂直；特殊環(huán)境下，須考慮壓力盒具有耐腐蝕能力。142應(yīng)力監(jiān)測一、巖土體壓力計（壓力盒）32142143▲壓力盒33▲壓力盒143應(yīng)力監(jiān)測二、錨索（桿）測力計

主要有振弦式、電阻應(yīng)變式等類型，以振弦式應(yīng)用較廣。

應(yīng)用技術(shù)要求

（1）測力計的安裝：嚴(yán)格保證錨墊板的厚度（剛度）和尺寸（保證測力部分完全承壓于錨墊板上），錨索測力計承壓面與孔軸線垂直，誤差應(yīng)﹤5°，并嚴(yán)格對中；小量程測力計本身和其附件應(yīng)具有一定的偏載適應(yīng)能力。

（2）量程的選擇：錨固工程施工時，錨索（桿）的鎖定預(yù)應(yīng)力值一般均小于預(yù)應(yīng)力設(shè)計值，故測力計的量程與錨索（桿）的應(yīng)力設(shè)計值保持一致即可。

（3）溫度干擾：影響測量精度的主要因素是監(jiān)測運行期環(huán)境溫度變化，應(yīng)進行定量的溫度校正予以消除。144應(yīng)力監(jiān)測二、錨索（桿）測力計34144145伸長儀（Extensometer）

35伸長儀（Extensometer）

145146條帶式伸長儀36條帶式伸長儀146應(yīng)變監(jiān)測1、工作原理

在滑坡體治理過程中，埋入式應(yīng)變計主要用于測試混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變信息。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)由于受力產(chǎn)生應(yīng)變時，應(yīng)變計會隨之產(chǎn)生應(yīng)變變形，從而可測得混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)變信息。2、儀器設(shè)備

主要有振弦式、電阻式和光纖式傳感器。3、應(yīng)用技術(shù)要求

（1）應(yīng)變計的尺寸：應(yīng)變計的長度和直徑之比要滿足一定條件，通常L／R采用15～25范圍。

（2）應(yīng)變計的安裝：應(yīng)變計的軸向要對準(zhǔn)擬測變形方向。147應(yīng)變監(jiān)測1、工作原理37147地下水（動態(tài)）監(jiān)測1、工作原理

通過壓力傳感器直接或間接測量滑坡體（主要是滑帶）含水率、孔隙水壓力、地下水位、流量、流速和水溫等參數(shù)隨時間的變化。2、應(yīng)用技術(shù)要求

（1）設(shè)備的安裝：分為測壓管（有壓管和無壓管）安裝和鉆孔中直接安裝。在鉆孔中直接安裝時，傳感器周圍使用細(xì)砂或其它透水材料充填；對于多深度監(jiān)測，各深度部位之間使用隔水材料隔離止水。

（2）由于其傳感器安裝為隱蔽工程，除要求監(jiān)測設(shè)備具有較高的精度、較大的量程外，還應(yīng)具備較強的抗干擾及耐腐蝕性。

（3）地下水動態(tài)觀測的持續(xù)時間一般不少于1個水文年。148地下水（動態(tài)）監(jiān)測1、工作原理38148149圖2-11水位自動記錄儀39圖2-11水位自動記錄儀149150圖2-12BGK4500S型滲壓計40圖2-12BGK4500S型滲壓計150151圖2-13水位標(biāo)尺41圖2-13水位標(biāo)尺151聲發(fā)射監(jiān)測

1、工作原理

材料或巖體結(jié)構(gòu)受力作用時發(fā)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射(AcousticEmission簡稱AE)，而用儀器檢測分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。2、適用范圍

（1）巖石破裂產(chǎn)生的聲發(fā)射信號比觀測到位移信息超前，因此，聲發(fā)射監(jiān)測適用于巖質(zhì)斜坡處于劇滑臨崩階段的短臨前兆性監(jiān)測。

（2）在勘查階段，一般可不采用。

（3）對于噪聲環(huán)境比較惡劣(如交通繁華地帶、施工區(qū))的滑坡意義不大。3、常用儀器

美制AE50008型聲發(fā)射儀、國產(chǎn)YSS-1型巖體聲發(fā)射儀、YSZ-2型智能化l6通道巖體聲發(fā)射儀、SJ-1型6通道聲發(fā)射監(jiān)測儀、DY-2型地音儀、WD-1型無線電地音儀、YSS巖石聲發(fā)射參數(shù)測定儀等。152聲發(fā)射監(jiān)測

1、工作原理42152其它監(jiān)測方法一、放射性監(jiān)測（氡氣測量法）放射性元素在衰變過程中產(chǎn)生的氡等射氣，其穿透能力比較弱，但是當(dāng)它們遇到斷層及構(gòu)造裂隙帶時，氡射氣就會沿裂隙上升到地表并在土壤中富集，氡射氣的富集不受地表覆蓋層厚度的影響。

當(dāng)滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)時，氡(Rn)的濃度維持一穩(wěn)定的低水平；當(dāng)巖土體滑動時，巖(土)中的氡迅速釋放，其濃度急劇增大，且隨滑坡體的規(guī)模大小和變形速度而異。利用測氡技術(shù)方法，測量氡異常變化，就能發(fā)現(xiàn)和查明這些地質(zhì)災(zāi)害，達到預(yù)報的目的。153其它監(jiān)測方法一、放射性監(jiān)測（氡氣測量法）43153

二、環(huán)境因素監(jiān)測

主要是滑坡所處環(huán)境的氣溫及降水量的監(jiān)測。特別是受水動力誘發(fā)的滑坡，降雨量是監(jiān)測工作的重要參數(shù)。1、降雨量監(jiān)測

設(shè)備有機械式和電動自記式兩大類。

監(jiān)測內(nèi)容有：年均、月均、日均降水量，最大日降水量、最大小時降水量等。2、巖土體溫度監(jiān)測

常用埋入式溫度計，測定巖土體溫度。

三、地震監(jiān)測、人類工程活動監(jiān)測

用于監(jiān)測人工開挖、爆破及誘發(fā)地震、天然地震(包括治理施工)等破壞性因素的監(jiān)測。154二、環(huán)境因素監(jiān)測4415415545155宏觀地質(zhì)觀測法

所謂宏觀地質(zhì)觀測法，是用常規(guī)地質(zhì)調(diào)查方法，對崩塌、滑坡的宏觀變形跡象和與其有關(guān)的各種異常現(xiàn)象進行定期的觀測、記錄，以便隨時掌握崩塌、滑坡的變形動態(tài)及發(fā)展趨勢，達到科學(xué)預(yù)報的目的。1、宏觀變形形跡

崩滑體后緣產(chǎn)生弧形拉張裂縫、后緣崩塌掉塊并突然出現(xiàn)陷落帶、陷落坑；房屋變形，樹木歪斜呈馬刀樹醉漢林；前緣斜坡隆起且開始出現(xiàn)巖（土）體擠（剪）出，同時測量其前緣變形量呈直線急劇上升時，往往是大崩滑啟動破壞的前兆。2、地聲異常3、動物行為異常4、地下水宏觀異變

出現(xiàn)新泉或泉流量劇增，水變渾，或水溫上升，或噴射出地表。156宏觀地質(zhì)觀測法所謂宏觀地質(zhì)觀測法，是用常規(guī)地質(zhì)調(diào)查方156分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）布里淵光時域反射傳感技術(shù)（(Brillouinoptictime-domainreflectometer，BOTDR)?應(yīng)用現(xiàn)狀?BOTDR技術(shù)起初應(yīng)用于航天領(lǐng)域，在發(fā)達國家相繼應(yīng)用于電力、通訊、工程等領(lǐng)域的應(yīng)變檢測和監(jiān)控。工程領(lǐng)域主要應(yīng)用于橋梁、大壩、隧道等大型基礎(chǔ)工程的安全監(jiān)測和健康診斷，并取得了很多成功應(yīng)用的經(jīng)驗。近年來，日韓等國開始將BOTDR技術(shù)應(yīng)用于邊坡工程的變形監(jiān)測中。我國在工程領(lǐng)域引入BOTDR技術(shù)相對較晚，目前主要應(yīng)用于橋梁、隧道等構(gòu)筑工程的變形監(jiān)測中，并取得了一定成果，開始應(yīng)用于滑坡、邊坡變形監(jiān)測領(lǐng)域。157分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）布里淵光時域反射157分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）158分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）48158分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）

159分布式光纖應(yīng)變測量法（BOTDRBOTDR）

49159160基于光纖傳感的邊坡監(jiān)測系統(tǒng)50基于光纖傳感的邊坡監(jiān)測系統(tǒng)160時域反射技術(shù)（TDR）

時間域反射測試技術(shù)(TimeDomainRenectometry)簡稱TDR，是一種電子測量技術(shù)。許多年來，一直被用于各種物體形態(tài)特征的測量和空間定位。1、工作原理TDR技術(shù)用于滑坡監(jiān)測時，首先將同軸測試電纜垂直埋設(shè)在滑坡體內(nèi)，然后從地表電纜端向同軸電纜內(nèi)發(fā)射高頻脈沖測試信號，如果埋設(shè)的同軸電纜某段受到滑坡蠕動的巖石或土體的擠壓，那么同軸電纜就會發(fā)生變形，變形處同軸電纜的特征阻抗會發(fā)生變化，測試脈沖信號在同軸電纜中傳播，會反應(yīng)電纜的阻抗特性，在電纜的阻抗特性發(fā)生變化的地方，測試信號會發(fā)生反射。在地表用監(jiān)測系統(tǒng)接收此反射信號，通過對反射信號的到達時間與振幅幅度的分析，即可推測滑坡體的蠕動變形位置和程度，從而達到對滑坡體監(jiān)測的目的。161時域反射技術(shù)（TDR）時間域反射測試技術(shù)(TimeD16116252162時域反射技術(shù)（TDRTDR）2、技術(shù)特點①簡便快捷

電纜安裝簡單，測試過程用時短，數(shù)秒內(nèi)即可完成數(shù)據(jù)采集。②成本低廉③可實現(xiàn)實時連續(xù)監(jiān)測④支持大變形測量TDR監(jiān)測技術(shù)在位移監(jiān)測中雖然精度低于鉆孔測斜儀監(jiān)測法，但它支持較大的變形監(jiān)測，在一定條件下，可以作為鉆孔測斜管的替代品。⑤技術(shù)局限TDR監(jiān)測技術(shù)的有效性是以其測試電纜的變形為前提，若電纜未產(chǎn)生變形，就很難監(jiān)測滑坡的位移。另外，單一的TDR監(jiān)測技術(shù)很難確定滑坡滑動的方向。因此，在應(yīng)用過程中一般同鉆孔測斜儀配合使用，在滑坡變形方向已知的情況下可以單獨使用。163時域反射技術(shù)（TDRTDR）2、技術(shù)特點53163時域反射技術(shù)（TDRTDR）應(yīng)用實例（四川省雅安峽口滑坡監(jiān)測）164時域反射技術(shù)（TDRTDR）應(yīng)用實例（164三維激光掃描測量法

根據(jù)工作平臺的不同，該技術(shù)可分為陸基系統(tǒng)和空載系統(tǒng)兩種。1、工作原理

三維激光掃描系統(tǒng)主要由快速精確的激光測距儀和可引導(dǎo)激光以等角速度掃描的反射棱鏡組成。激光測距儀發(fā)射激光，并同時接收來自斜坡表面的反射光信號進行距離測量；針對每個地物掃描點的信息，借助與測站至掃描點的斜距，配合激光掃描的水平與垂直方向角，可以計算出每個地物掃描點相對于測站的三維空間相對坐標(biāo)；如果測站的三維坐標(biāo)已知，或者欲測量斜坡表面有足夠的控制點坐標(biāo)，即可換算每一掃描點的三維大地坐標(biāo)。

當(dāng)斜坡（滑坡）存在變形時，通過周期性重復(fù)掃描，計算不同期次之間，地表掃描點的坐標(biāo)差，即可以獲得斜坡（滑坡）表面的變形數(shù)據(jù)。165三維激光掃描測量法根據(jù)工作平臺的不同，該技術(shù)可分為陸基系統(tǒng)165166圖5.7激光掃描系統(tǒng)所采用的設(shè)備56圖5.7激光掃描系統(tǒng)所采用的設(shè)備166三維激光掃描測量法2、技術(shù)特點①由于該技術(shù)可以獲得大量的空間信息數(shù)據(jù)，只要掃描點的密度足夠高，可以獲得近于連續(xù)的斜坡表面空間模型數(shù)據(jù)，可用于邊坡穩(wěn)定性評價中的建模工作。②當(dāng)用于滑坡監(jiān)測時，可以獲得斜坡表面近于連續(xù)的變形區(qū)域，在時間域，可以充份識別變形區(qū)域和變形區(qū)域的動態(tài)發(fā)展趨勢。該技術(shù)相對于地表位移GPS測量和大地形變?nèi)緶y量技術(shù)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。③該技術(shù)為非接觸測量技術(shù)，在滑坡災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查和監(jiān)測中，可以降低投入成本和保障人員安全。④該技術(shù)由于數(shù)據(jù)量大，對于數(shù)據(jù)處理的速度和效率要求很高，因此需要較好的硬件和高效便捷的軟件支持。陸基掃描系統(tǒng)受目前已有設(shè)備掃描距離的限制（一般為數(shù)百米，目前最遠(yuǎn)的設(shè)備可以達到1Km以上），對于大型滑坡或野外測試條件較差的滑坡，實施測量時一般采用分片方式，對于分片掃描的數(shù)據(jù)，通過軟件和控制點進行數(shù)據(jù)圖像的拼接處理。167三維激光掃描測量法2、技術(shù)特點57167微震監(jiān)測法?微震監(jiān)測技術(shù)在礦山安全監(jiān)測領(lǐng)域已由數(shù)十年的發(fā)展歷史，在南非等礦業(yè)發(fā)達國家，該技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛和成熟。?近兩年來，隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是波形識別理論的日益成熟，聲發(fā)射技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，也越來越受到人們的重視。微震監(jiān)測系統(tǒng)被認(rèn)為是巖體工程災(zāi)害最有效的監(jiān)測方法之一。?已有16通道、32通道、48通道和64通道的設(shè)備投入使用。168微震監(jiān)測法?微震監(jiān)測技術(shù)在礦山安全監(jiān)測領(lǐng)域已由數(shù)十年的發(fā)168微震監(jiān)測法1、工作原理

利用聲發(fā)射和微震監(jiān)測技術(shù)對聲發(fā)射與微震源進行精確定位，可以識別事件的發(fā)生位置、時間和不穩(wěn)定程度。聲源定位的基本方法是根據(jù)P波到達的時差或S波和P波到達的時差，利用標(biāo)準(zhǔn)距離公式來求解聲源位置。2、技術(shù)特點

微震監(jiān)測技術(shù)可以從巖體變形的最初始階段開始，跟蹤監(jiān)測巖體內(nèi)部從單元巖塊的斷裂到整個巖體失穩(wěn)的漸進性破壞過程，從而大大促進了監(jiān)測工作的科學(xué)性，同時提高了工程與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報的準(zhǔn)確性和超前性。與傳統(tǒng)巖體穩(wěn)定監(jiān)測技術(shù)相比，微震監(jiān)測技術(shù)的最大優(yōu)點是可以準(zhǔn)確給出巖體失穩(wěn)的空間位置并使災(zāi)害預(yù)報提前約30～45天。169微震監(jiān)測法1、工作原理59169微震監(jiān)測法應(yīng)用實例（南非某邊坡）

170邊坡拾振器布置圖和微震事件分布圖微震監(jiān)測法應(yīng)用實例（南非某邊坡）60邊坡拾振器布置圖和微170合成孔徑干涉雷達技術(shù)(InSAR)

合成孔徑雷達(SAR)是一種主動式微波傳感器，它與傳統(tǒng)的光學(xué)傳感器不同，具有強大的微波穿透云雨能力，從而不依賴于太陽作為照射源，實現(xiàn)全天時、全天候的獲取資料。合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）是在SAR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的空間對地觀測技術(shù)，兼顧SAR技術(shù)的優(yōu)點，同時又解決了SAR圖像的三維成像問題存在的缺點，能夠獲取更高精度的地形信息，并且還可以監(jiān)測地表和冰