变形测量-第七章边坡地质灾及监测.ppt

第七章　边坡地质灾及监测 斜坡：地球表面由于构造运动和外营力的作用所形成。 边坡（斜坡）：（1）天然边坡；（2）人工边坡。 边坡产生失稳（地质灾害）的原因： 　　　在重力、构造力、地震力及各种外营力的长期作用下，边坡岩体都有一个向下滑落的趋势，这个趋势受到岩体本身抗剪切、抗破坏力的阻抗，当岩体抗阻抗力小于向下滑落的破坏力时，就会产生各种地质现象，并可能造成灾害。 监测的必要性： 　　由于岩体是较为复杂的自然介质，有许多不确定的力学特性，因此必须采取必要的监测，以便在不利的情况下采取措施。 1987.7.9四川西江地区连降暴雨，约100万立方米的岩体于7.10日13时30分突然启动，以1.5km/min的速度由高程820m的斜坡向下滑去。滑动过程中，产生冲击波，所经之处农田、房屋全部被毁，死亡211人。 天然边坡示意 人工边坡（露天矿）示意 边坡监测的目的 在水利、能源、矿山、交通等许多争议地区，通过边坡监测，可获得： （1）评价边坡施工及使用过程中，边坡的稳定程度，并作出相关预报； （2）为防治滑坡及可能的滑动提供技术依据； （3）对已发生滑动破坏的滑坡和加固处理后的滑坡，作出评价； （4）为有关位移分析及数值 模拟分析计算提供参数。 露天矿边坡监测的内容包括： 边坡面上移动值的大小和分布，移动的过程、规律； 滑动面位置、形状、滑体的大小、滑动方向； 边坡移动对坡顶及其附近各种建筑物的危害程度； 加固措施的效果。 对边坡的变形监测，是科学管理边坡和正确处理潜在问题的依据。而监测系统的布置则取决于边坡岩体的性质以及对边坡的认识程度。根据随机介质理论预测边坡开挖地表的移动与变形，对重要边坡，开挖前在移动范围外埋设控制点，在开挖边界附近埋设若干监测点组成监测网（有的还在测点上安置固定反射觇标），使用全站仪，采用常规大地测量的方法，可达到变形监测目的。 实例：梅河高速公路（梅龙段）全长119.803公里 　　据不完全统计，全线高于25m的土质边坡和高于30m的岩质边坡共有约120处，其中高于50m的边坡有30多处，边坡最高达70多m。可见，高边坡的分布密度和规模是相当可观的。在没有修建高速公路前，尚且发生不同规模的斜坡病害，在如此复杂多样的地形地质条件下修建高速公路，随着边坡的不断开挖，坡脚失去支撑，破坏了原有的自然平衡状态，岩体逐渐松弛，地表水和地下水的作用不断加剧，地质条件不断恶化，若无合理的边坡设计与加固措施，产生边坡病害难以避免。原有的自然滑坡体、崩坍体会复活，新的滑坡、崩塌、坍塌等多种形式的边坡病害会逐渐产生。如果对该线的高边坡病害的重视不够而对其防治不当和不力，轻者会影响整条公路正常建设，延误工期和造成重大经济损失；重者在建设和运营期间可能会造成人员伤亡事故，产生极坏的社会影响。因此，梅河高速公路（梅龙段）是广东省内继京珠高速公路粤境北段之后又一条边坡病害复杂严重的山区公路。 1．边坡监测 　　　边坡监测与预警预报是指对边坡的稳定状态及其变化情况和发展趋势进行监测和预报，对重要边坡还需观测其效果和变化，并随时修正和补充处理措施。 　　　针对不同的地质病害特征，分析研究病害机理，制定监测方案。 　监测方案包括： 　　　监测内容：位移、变形速率、应力、地下水、声发射、爆破震动监测等； 　　　监测方法、仪器和监测精度； 　　　施测部位和测点布置； 　　　监测周期的确定。　 边坡监测分为地表监测和地下监测两类 　　　（1）地表监测一般包括宏观的工程地质、水文地质调查的地表的变形（裂缝）位移的现场有观测。 　　　（2）地下观测的目的在于揭示边坡岩体内部的移动特征、应力变化情况，如有必要，还可采用物探等方法，监视岩体内部潜在滑动面的发生和发展。地下观测应与地表观测相配合，以使边坡岩体稳定的判断和预报更为全面，更加充分可行。 　 高速公路边坡监测一般包括： 　　　　边坡应力量测； 　　　　变形位移观测； 　　　　地下水状态观测； 　　　　声监测； 　　　　爆破地震效应监测； 　　　　巡检。 二．变形位移观测 2.1　GPS技术 　　　　GPS技术在大范围如大地形变测量，以及电站大坝监测、桥梁（如虎门大桥）变形监测中有较为广泛的应用，它可实现实时动态监测，非常适应于整体刚性体，可以用局部点替代整体的建筑物的监测，然而，GPS定位技术进行边坡变形测量，也存在一些问题： 　　　　（1）监测点的数量过多，如果全部进行形变监测，需要大量GPS接收机，价格昂贵； 　　　　（2）GPS接收机、太阳能供电装置及通讯设备、微机等在野外，安全无法得到保障。 2．2 数字化摄影测量方法 　　　　摄影测量作为一种遥感式数据采集方式，作业人员可以