大学毕业论文—边坡监测技术综述.doc

边坡监测技术综述 摘 要：边坡监测是露天矿不可少的测量工作，通过阅读十四篇中文文献和两篇外文文献，本文总结了一些国内外边坡监测方法和露天矿边坡监测的特点、目的和原理。 关键词：边坡监测；露天矿；监测方法；目的；原理 1 边坡监测的概述 地质灾害是影响和危险露天矿安全和生产其中之一，综合影响的原因，包括地质构造，岩性，水，地下环境和露天采矿，内部塌陷，爆破振动，设备动态负载和其他因素。因此，高效、准确的监测露天矿的边坡的变形是一个重要的研究课题[1]。 1.1 露天矿边坡特点 (1)边坡为岩石物质的较多，边坡幅度比较高，边坡相对较陡，安全系数比较低。 (2)因为矿体常年开采，所以露天矿边坡逐渐增高，因此，就有一定的开采危险[2]。 (3)自然风化直接影响矿体裸露地方，并经常受如爆破等因素影响。 (4)如果是金属类型的矿体，因为受到浅部构造的影响，具有比较复杂的工程地质条件[3]。 1.2 露天矿边坡监测的目的 露天矿的边坡一般是临时或半永久性的，边坡变形在露天矿开采中是普遍存在的现象，为了避免灾害，如果发现位移速度急剧增大时，应立即撤出人员，采掘、运输设备。以确保人员和财产的安全。通过监测变形的规律，可以进一步的研究边坡变形的原因，预报灾害，为以后的边坡设计积累经验。提供边坡稳定性分析的基础资料，预报滑坡。还可以依据观测资料了解和掌握滑坡的形态、规模和发展趋势，以便采取相应的处理措施，保证露天矿山生产安全、高效、经济的开采[4]。 1.3 监测的原理 边坡崩塌或滑坡，岩石群和土壤的向边坡下运动，是由于边界处的物体运动，发生剪切破坏的结果[5]，边坡岩体的位移，直接反映边坡岩体的移动范围、移动量的大小、移动的速度和应力场演变规律，同时也反映边坡的稳定程度。边坡受到力的作用从变形到最终破坏，通常要经历一个相当长的演化过程。边坡失稳的发展过程，往往伴随着一系列边坡地表、地下的宏观与微观变形现象。包括边坡地表的位移、地面裂缝的出现和发展、地下滑动面的形成等。根据边坡岩体的移动范围、移动量的大小、移动的速度快慢能够直观的反映边坡的发展和变形规律。由于获得的是滑体位移形变的直观信息，特别是位移形变信息往往成为预测预报的主要依据之一。 在滑坡发生前，边坡岩体内应力会连续发生变化，在滑动力大于抗滑力后，边坡岩体会发生变形和滑动。从本质上讲滑坡是边坡应力平衡—失衡—新的平衡的过程， 通常要经历相当长的时间。边坡岩体的位移监测虽然能够直观的反映滑坡的整体趋势，但单一的只从“现象监测”很难把握精确的滑坡时间。边坡应力远程监测方法的基本原理是:首先给边坡施加一个预应力参加到边坡的应力平衡中，由于施于边坡的预应力属抗滑力，当边坡内应力产生有利于滑坡的变化时，通过观察预应力的变化，对边坡的稳定做出判断和预报。 2 监测方法 国内外采用的传统的监测仪器和方法有：(1)坡表大地测量（经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等）；(2)GPS监测；(3)位移计；(4)红外遥感监测法；(5)激光微小位移监测；(6) 合成孔径雷达干涉测量（ SARinterferometry，INSAR）；(7)时间域反射测试（TDR）技术；(8)坡体内部的钻孔倾斜仪、锚索测力计和水压监测仪等；(9)声发射监测技术等[6]。下面就依次列举几种方法的具体实施方法。 2.1 坡表大地测量监测露天矿边坡 导线法是我们最常用的露天矿边坡检测法。在此基础上再配合水准测量法对工作点的高度进行测量。进行观测工作时要将全部观测点埋设10～15天后才可以，观测时要将露天矿的基本控制网点和观测站的控制点并联进行观测，平面联测工作5秒经纬仪导线或5秒小三角进行，四等级的水准进行高层联测。并联后的观测点，即可按露天矿I级高程和露天矿I级导线测量方法和精度要求对工作点的高程和片面位子进行测定，两次测定要相互独立，如果两次测量结果的平面坐标均符合露天矿I级经纬导航仪的精度要求，则原始数据位测量值的平均值。如果想要在以后观测时能更方便一些，那么在计算各点的平面坐标时，应采用以观测线方向(以观测线两控制点方向为x轴，以据观测点较近的控制点为坐标原点的假定坐标系统)。 导线法方法简单，但是它受观测条件因素的影响大，如观测者的认为误差，气象条件和观测时间不同的影响，观测仪器的本身精度，还可能与其他的工作发生冲突，不能实时监测精度低，内业繁琐[7]。 2.2 GPS监测露天矿边坡 GPS监测有下列三种方案。 (1)GPS静态测量 (2)GPS快速静态测量 (3)GPS-RTK测量 GPS静态测量精度最高，但需要时间较长，即使是快速静态测量也需要一定时间。完成任务需要的时间过长，所以一般不采用前两种方案。 方案中选择用静态布网，采用RTK技术进行动态观测[8]。 (1)根据布设的需要，依据GPS网技术要求布置边坡监测控制网