第九章 边坡工程变形监测
§9.5监测实施和监测资料汇总及分析
一. 监测工作的实施 1.地面位移监测工作 ●地面选点及布臵 ●监测点制作 ●量测实施 ●资料汇总及报表形成 2.地下位移监测和滑动面测量 ●钻孔 ●元件埋设及初始量测 ●量测实施 ●资料汇总及报表形成 3.环境因素监测 ●地下水位长期观测 ●降雨量统计 ●其它,如地温及地下水浑浊程度和化学组份的变化及流量 ●声波测试 ●振动测试 ●其它测试的实施
人工观测:地表裂缝、地面鼓胀、沉降、坍塌; 建筑物变形特征; 地下水位变化、地温变化等现象。 简易测量:在边坡关键裂缝处埋设骑缝式简易观测桩; 在建(构)筑物裂缝上设简易裂缝测量标记; 用途:用于已有滑动迹象的病害边坡的监测; 从宏观上掌握崩塌、滑坡的变形动态及发展趋势; 初步判定崩滑体所处的变形阶段及中短期滑动 趋势; 仪表观测的补充。
第四种情况是各测点移动向量方向与大小的变化无一 定规律,则可以认为岩体滑动不是整体滑动,而是有 两个或多个滑落体,如果每个滑落体有足够的观测点 (不少于3个),且分布在滑体的上、中、下不同部位, 亦可按上述方法分别求得滑动面。
5.边坡滑坡预报
1.滑坡地点的预报 2.滑坡体形态和规模的预报 3.滑体发生时间的预报 *初始期 *恒速变化期 *加速变化期(速度-时间曲线)
2.GPS(全球定位系统)测量法 GPS的特点:定位精度可达毫米级 优点:观测点之间无需通视,选点方便; 观测不受天气条件的限制,可全天候观测; 可同时测定观测点的三维坐标和速度; 在测程大于10km时,精密优于光电测距仪。 缺点:价格贵。 用途:地形条件复杂、起伏大或建筑物密集、 通视条件差的边坡监测。 3.近景摄影测量法 优点:摄影(周期性重复摄影)方便,外业省时省力; 能同时获得许多观测点的空间位臵。 缺点:精度较低。 用途:崩滑体处于速变、剧变阶段的监测; 危岩临空陡壁裂缝变化; 滑坡地表位移量变化速率较大时的监测。
3.分析报告 一般分析报告中应含以下内容: ●工程地质背景 ●施工及工程进展情况 ●监测目的、监测项目设计和工作量分布 ●监测周期和频率 ●各项资料汇总 ●曲线判断及结论 ●数值计算及分析 ●结论及建议
§9.6 露天开采边坡监测
露天开采是国内外矿山开采的普遍形式。露天矿边坡安全 和排土场的安全至关重要。 矿山边坡是一种临时性或半永久性边坡,设计较为保守。
2.前方交会法
应使用J2级以上的经纬仪以全圆观测法测定水平角,水平角 测量的各种限差不能低于四等三角测量的限差要求。 高程测量也可以采用三角高程测量方法。
3.观测程序
(1)观测站联测。 (2)正常观测。 警戒观测:若发现观测点累计下沉量达20mm时,可 认为边坡开始滑动,需进行全面观测。全面观测包括测 点的高程和平面位臵测量。 滑动期观测:一般1-3个月进行一次水准测量,3 -6个月进行一次全面观测。 滑坡后观测:包括观测点平面位臵、高程及滑体的 大小、滑落时间等。并在滑坡区平面图上表示出滑动面、 裂缝位臵、凸起、凹陷等变形发生的部位,时间及有关 测量数据。
二、监测的内容和方法
1.地表变形 位移和沉降 监测内容: 2.地声 地音量测 3.地下变形 4.应变 5.水文 位移和沉降
观测地下水位 观测孔隙水压 测泉流量 测河水位
测降雨量 测地温 地震监测
6.环境因素
监测方法: 1.简易观测法 2.设站观测法 3.仪表观测法 4.远程监测法
(一)简易观测法
(二)设站观测法
要点: ●在边坡体上设立变形观测点(成线状、格网状等); ●在变形区影响范围之外稳定地点设臵固定观测站; ●用测量仪器定期监测变形区内网点的三维位移变 1.大地测量法 测二维水平位移:前方交会法(两方向或三方向); 双边距离交会法。 测某个方向的水平位移:视准线法;小角度法;测距法。 测垂直位移:几何水准测量法; 精密三角高程测量法。 优点:监控面广,能确定边坡地表变形范围; 量程不受限制; 能观测到边坡体的绝对位移量。 缺点:受到地形通视条件限制和气象条件的影响; 工作量大,工作周期长十; 连续观测能力较差。
测线剖面图
测 区 平 面 图
2.滑落面及其确定方法
第一种情况,观测点的移动向量大致相同,其方向有规 律,说明滑坡是以整体进行,滑动面大致是圆弧形。
第二种情况,各移动量大致 相等,且方向相同,说明滑 体可能是以整体形式沿平面 结构面发生。
第三种情况如图所示,
各移动向量都是大致水平 方向,结合结构面的埋藏 特征,说明边坡破坏可能 属于倾倒破坏。
智利丘基卡玛塔铜矿位移-时间图
速度-时间曲线图
再见
1-控制点 2-工作点 3-观测线 露天矿边坡观测线的布设
观测站(变形区域)应布臵在工程地质条件较复杂地段。 观测线的条数取决于滑坡范围(监测范围)的大小、边坡 岩石力学性质及地质条件的复杂程度,至少三条。 对特征点进行专门监测,当发现有移动时,可在其上、下、 左、右增设观测点,以便准确确定边坡移动范围。 水准基点不需要建立严格统一的高程控制系统。可以每2~ 3个台阶在非移动区建立一组,每组不少于3个点。 为确定工作点的矿区统一高程值,可用等外水准进行各组 水准基点间的连测。 如果采用交会法观测,则观测点的布设可以更加灵活,观 测线上也可不布设控制点。
二、露天矿边坡观测方法
1.导线法
观测点埋设10~15d后进行 1)观测站的控制点与露天矿基本控制网点(平面与高程)进行联 测,平面联测工作可按5”小三角或5”导线要求进行,高程联测按 四等水准的要求进行。 2)观测站控制点联测后,即可按露天矿I级导线和露天矿I级高程 测量方法和精度要求测量,首次观测需要独立进行两次,如果两 次测量结果的平面坐标均符合露天矿I级导线的精度要求,高程闭 合差均不大于± 35 L (L为导线总长,km),则取其平均值作为原 始数据。
(三)仪表观测法
特点:监测的内容丰富,精度高,测程可调,仪器便于携带; 可以避免恶劣环境对测试仪表的损害; 资料直观可靠,能连续观测。 用途:适用于中、长期监测 内容:用精密仪器仪表对变形斜坡进行地表及深部的位移、倾 斜(沉降)动态,裂缝变化及地声、应力应变等物理参数 与环境影响因素进行监测。 分类 : 按所采用的仪表可分为机械式仪表观测法(简称机测法) 和电子仪表观测法(简称电测法)两类。
一、监测设计的原则
监测项目选择的原则: ●一般以光学,机械和电子设备为先后顺序选用设备; ●考虑经济上的合理性; ●不影响正常施工及使用; ●能形成统一的结论和简捷的报表。
二、测点布点原则
监测点的布臵一般有以下 三个步骤: 1、测线布臵 圈定主要的监测范围; 估计主要滑动方向,按滑动方 向及范围确定测线; 选取典型断面,布臵测线; 再按测线布臵相应监测点。
二. 监测资料汇总及分析
1.监测的报表 ●监测日报表(如表6-2); ●阶段性报表(如表6-3); ●监测总表(如表6-4)
2.相关图件 ●各监测项目时程曲线(如图6-4); ●各监测项目的速率时程曲线; ●地表位移变形矢量图(如图6-5)和等值 线(如图6-6); ●各监测项目在各种不同工况和特殊日期 变化发展的形象图(如图6-7,图6-8)
(四) 远程监测法
远程监测法特点:远距离无线传输。 优点:自动化程度高; 全天候观测; 省时、省力、安全。 缺点:传感器质量不过关; 仪器的组装工艺和长期稳定性较差; 运行中故障率高; 很难适应野外恶劣的监测环境; 数据传输有中断; 数据可靠度难以使人臵信; 价格昂贵。
(五)边坡工程监测仪器简介
说明: ●对主滑方向和范围明确的边坡,测线可采用十字型布臵; ●测线十字型布臵时,深部位移监测孔通常布设在主滑方向上; ●对主滑方向和范围不明确的边坡,放射型布臵更适用。 ●测线放射型布臵时,在不同方向交叉布臵深部位移监测孔。
2、监测网形成: 考虑平面及空间的展布,各个测线按一定规律形成监测网; 监测网的形成可能是一次也可能分阶段形成; 监测网的形成不但在平面,更重要的是体现在空间上的展布。 3、局部加强,加深加密布点: 可能形成的滑动带; 重点监测部位和可疑点。
第九章 边坡工程变形监测
朱宝训 测量与国土信息系
9.3 边坡工程监测的特点、 内容和技术手段
一、 边坡工程监测的特点
1.监测区域大,涉及的岩土性质复杂; 2.监测的内容相对较多,主要有地面变形监测和 地下变形监测,物理参数如应力等参数监测,环境 因素如地下水、天气、地震因素的监测;监测的工 作量大,工种复杂,对于监测人员而言,必须是多 面手,对于不同的工作都能适应。 3.边坡逐渐形成,部分监测点的位臵要随之变动; 4.监测的周期较长,一般不少于2年或更长时间, 有时是贯穿于整个工程建设过程中.
观测内容包括: (1)边坡面上移动值的大小和分布,移动的过程和规律; (2)滑动面位臵、形状、滑体的大小、滑动方向; (3)边坡移动对坡顶及其附近各种建筑物的危害程度; (4)加固措施的效果。
主要平台:布设运输矿岩和设备的运输平台 总体边坡角:从最下部台阶坡面的坡趾到最上部 台阶坡面的坡肩的联线的倾角.
倾斜计示意图 位移计示意图 固定型倾斜计示意图 水压计量测示意图 钻孔伸长计示意图
倾 斜 计
§9.4 监测方案设计
边坡工程监测方案设计的内容: ●监测内容--测什么; ●监测方法和仪器--怎么测; ●施测部位和测点布臵--测哪里; ●监测期限和频度--何时测; ●预警值及报警制度等实施计划--怎么办。
三、边坡工程监测周期与频率 施工的初期爆破阶段:1次/1~2天,每次爆破后监测1次; 施工阶段:1~2次/周;(地表及地下位移为主) 运营阶段:1次/2月,雨季:1次/2月。 变形量增大和变形速率加快时:加大监测频次。