岩石监测论文浅析边坡变形监测的新技术文档.doc

岩石工程测试与监测论文 题目：浅析边坡变形监测的新技术 浅析边坡变形监测的新技术 摘要 针对传统的边坡监测技术存在着精度低、耐久性差、难以实现集成等缺陷，和边坡工程的特点，本文主要介绍了 GPS-RTK测量技术、近景摄影测量技术、光纤监测技术3种方法及其测量的原理、方法、优缺点，并详细介绍了光纤监测技术在实际工程中的应用。 关键词：GPS-RTK测量技术、近景摄影测量技术、光纤监测技术一 引言 1.1研究现状 我们陆地面积900多万平房公里，幅员辽阔，地质环境条件及其复杂。滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，与洪水、地震等自然界大型灾害给国家生产经济和人民生命财产安全带来了相当严重的损失。滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，对人类社会发展和经济建设的危害性巨大的，在全球各个国家和地区，每年滑坡等地质灾害带来的直接活间接的经济损失都达数十亿美元。我们国家是发生滑坡地质灾害非常频繁的国家，特别是在我国的西南部。受青藏高原第四纪以来大陆板块持续隆升的影响，在青藏高原、云贵高原和四川盆地之间形成了巨大地形坡降带，这就形成了我国大陆的地势从西向东急剧骤降的特点[1]。在最近的一百年时间以来，我们国家大部分中大型滑坡灾害都发生在青藏高原与四川盆地和云贵高原的过渡地带，这些灾难性的滑坡灾害的发生，在世界范围内都具有典型性和代表性。 滑坡灾害造成的经济损失和人员伤亡历历在目，为了保障我们国家的经济建设快速、平稳、安全的发展和人民的生命财产安全，我们国家在一些易发生滑坡灾害的地区设置了监测点，事实证明，用监测的手段来预警滑坡灾害以避免造成更大的损失，这些预防手段是可行的，并且也己经取得了一定的成效。因而，定期对实验边坡进行监测，通过对监测到的数据进行分析得到边坡的细微变形信息，以便更好的对边坡进行维护和处理变得越来越重要。 1.2边坡变形监侧的作用 在土木工程各个建设领域中，通过边坡工程的监测，可以起到以下作用[2]。 （1）评价边坡施工及其使用过程中边坡的稳定程度，并作出有关预报，为业主、施工方及监理提供预报数据，跟踪和控制施工进程，对原有的设计和施工组织的改进提供最直接的依据，对可能出现的险情及时提供报警值，合理采用和调整有关施工工艺和步骤，做到信息化施工和取得最佳经济效益。 （2）为防止滑坡及可能的滑动和蠕变提供技术依据。预测和预报滑坡的边界条件、规模滑动方向、发生时间及危害程度，并及时采取措施，以尽量避免和减轻灾害损失。 （3）对已经发生滑动破坏和加固处理后的滑坡，监测结果也是检验崩塌、滑坡分析评价及滑坡处理工程效果的尺度。 （4）为进行有关位移分析及数值模拟计算提供参数。 1.3部分监测仪器 图1.1 位移传感器 图1.2 加速度传感器 图1.3 力传感器 二 GPS-RTK测量技术 2.1 GPS-RTK测量原理 RTK是GPS实时动态测量的简称，又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。需要至少两台GPS接收机，在己知点上设置一台GPS接收机作为基准站，并将一些必要的数据，如基准站坐标、高程、坐标转换参数等输入GPS手簿，一至多台GPS接收机设置为流动站，共同跟踪5颗以上卫星。基准站和流动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过基准站电台发送到流动站，流动站将接收到的卫星信号与基准站发来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理，实时得到本站的坐标和高程及其实测精度，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员是否接受该成果，接手后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录于手簿中[3]。 移动站可处于静态，也可处于动态，可在一个固定点上进行初始化后进入动态工作，也可以在动态条件下进行初始化(须有动态初始化On一The一Fly，简称OTF功能接收机）移动站与基准站测量范围距离一般在15 km以内，实时三维定位精度可达厘米级。我们在德兴铜矿露天矿山测量中使用的是南方灵锐S86(1 +3)接收机，其技术指标为:双频主机、天线，RTK电台一体化。 图2.1 GPS相对定位原理 2.2 GPS-RTK技术的在矿上测量中的工作流程 首先要收集测区的已有的控制点的资料。这些资料主要有:测区已知的控制点坐标、高程数据、相应的等级的测量规范、测区的坐标系信息、测区的地形图和控制点的位置参考图、中央子午线、已有的坐标系使用情况等。另外，如果没有已知的控制点数据，必须建立GPS控制网。同时控制点的空间分布应该比较均匀，数量不低于4-5个。 测区的坐标转换参数的求解过程。由于利用GPS所获得的坐标是WCS-84坐标系下