一、我国边坡工程
（一）我国对边坡工程的系统研究
我国对边坡工程的系统研究始于中华人民共和国成立后，随着国家经济建设的迅速发展，工程建设涉及的自然边坡越来越多，同时产生了大量的人工边坡，因而对边坡的工程地质研究也日益加深。

国内对边坡的工程地质研究基本分为三个阶段。

（1）被动治理阶段（20世纪50年代~60年代中期）。

20世纪50年代初期，由于对边坡变形破坏产生的条件、作用因素、运动机理及其危害性缺乏认识，在建设中盲目挖方，造成边坡失稳的事故屡屡发生，被迫对已发生的边坡进行勘测、研究和治理。

既耽误了工期，又增加了投资，产生很大的浪费。

(2)专题研究阶段（20世纪60年代中期~80年代初）。

人们从实践中逐渐认识到要有效的预防，减轻和防治边坡失稳造成的灾害，必须深入系统地研究各种边坡的类型、分布、产生的条件、作用因素及其发生和运动的机理，对此列出了若干个专题进行研究。

（3）由治理为主发展到以预防为主阶段，逐步形成不稳边坡防治的理论体系（20世
纪80年代至今）。

随着国民经济的大发展，不稳边坡失稳造成的影响更加突出，对防
灾减灾的要求也更高。

（二）、岩土灾害检测光纤传感仪的技术背景
软土地基的形变和稳定是软基筑路工程的两个关键性的问题，也是软基处理的
主题。

它们与土的应力、应变以及施工时加荷速率有着密切的关系。

为了确保
路基在施工过程中的安全稳定及准确预测工后沉降，应在工程全线选定具有代
表性的特殊断面和一般断面进行软基监测，定量测定地基的应力和应变系数，
以便动态地控制加载速率，监控并指导全线路堤填筑的施工，并为控制各类土
层的固结状况和有效固结深度积累资料。

因此对软基进行监测是一项必不可少
的关键性工作。

（附图）
我国高速公路软基监测当前主要采用埋入式沉降标、测斜仪、孔隙水压计等手段，这些方法自动化程度及仪器可靠性低、数据不及时、测量精度低，影响软基监测的效果和工后沉降的预测，不利于信息化施工。

因此本传感器采用智能光纤光栅传感技术，对智能光纤在线监测高等级公路深厚软基的机理进行分析和试验研究，建立光纤传感技术和网络技术为一体的新型软基在线监测系统，以实现连续、实时对整个软基处理过程中孔压消散、沉降变形、水位、温度变化情况及土体排水固结等发展变化过程进行远程动态监测，从而实现软基施工及工后监测过程的智能化和信息化。

（三）、边坡工程理论研究方法
从20世纪70年代以来，随着数理等学科的突破性发展和科学计算水平的提高和普及，学科的相互交叉与渗透使得滑坡计算、预测预报有了很大的发展。

近30年来，逐步发展了时空预测的信息量法、灰色系统预测等定量和半定量的分析方法、可靠性分析方法。

近年来，把耗散结构理论、混沌动力学、协同论、突变论、分形理论等非线性方法渗透到滑坡预测中，另外，又发展了定性、定量相结合的综合研究方法，例如专家系统预测方法等。

（四）、新技术的应用
随着3S技术的发展和普及，现在越来越多的应用到边坡工程治理的各个环节。

3S系统指地理信息系统、遥感系统、和全球卫星定位系统。

三者融为一体为边坡工程的防治与预测预报提供了新的观测手段。

在稳定性分析评价方面，人工神经网络的应用，对于边坡工程的稳定性分析和评价提供了一条新途径。

随着数值分析方法的不断发展和完善，现在采用不同数值方法的相互耦合，例如有限元、边界元、离散元与块体元等相互耦合。

这些方法的耦合能够充分发挥各自的特长，来解决复杂的边坡工程问题。

二、边坡变形与破坏
边坡变形破坏的基本类型
边坡在形成过程中，其内部原有的应力状态发生变化，引起应力重分布和应力集中等效应。

为适应这种应力状态的变化，边坡将发生不同形式和不同规模的变形与破坏。

边坡的变形与破坏是应力状态的调整的结果，是推动边坡演变的内在原因。

各种自然营力和人类工程活动也可造成边坡外形、内部结构及应力状态的变化，这种营力则是推动边坡演变的外部因素。

边坡变形破坏可划分为边坡变形、边坡破坏及边坡岩体中一形成贯通性破坏面和破坏后的继续运动三大类型，它们分别代表了边坡变性破坏的三个演化阶段。

常见的边坡变形破坏的主要类型有松弛张裂、蠕动、剥落、崩塌和滑坡。

边坡变性破坏是工程中广泛研究的课题，边坡破坏后的继续运动研究的较少。

而边坡变形破坏的基本类型分为以下几种：
（1）、边坡变形
1、松弛张裂
2、蠕动
（2）、边坡破坏
1、崩塌
2、滑坡
而且这些自然灾害在现在发生的相当的频繁，因此设计出一个装置来提前预测其发生的可能性，可以减少不必要的损失。

三、“岩土灾害光纤无线网络检测“项目原理及应用（附图）
（一）、该项目原理
天然岩土体应力分布较复杂，除普遍存在的自重应力外，还有区域性的构造应力，有温差产生的温度应力，地下水产生的水压力，由地震产生的附加地震力等。

一般认为在自重应力作用下，未形成边坡前岩（土）体中的主应力（初始应力）是呈垂直与水平状态的，即垂直应力为最大主应力（Q1）,水平应力为最小主应力（Q2=Q3）
Q1=Qz=rH
式中r----上覆岩（土）层的平均容量，t/m3(m的立方)
H------岩体重心点的深度，m。

Q2=Q3=Qx=Qy=u/(1-u)Qz
式中u------岩（土）体的泊松比
在边坡形成过程中，由于坡面上产生卸荷作用，引起岩土体内应力重新分布。

根据光弹性实验资料和有限元计算，边坡内应力重分布主要
发生以下变化。

（1）边坡岩土体主应力迹线发生明显偏移，越接近边坡破面，最大主应力（σ1）越近平行与边坡临空面；而最小主应力（σ3）则与边坡临空面几乎正交，远离坡面趋于天然应力场状态。

（2）在坡脚附近形成明显的应力集中带，边坡越陡，应力集中越严重。

随着河谷的下切，坡面附近的最大主应力（近平行于坡谷方向）显著提高，最小主应力显著降低，至坡面降为零。

（3）最大剪应力迹线发生偏转，呈凹向临空面的弧线。

在最大、最小主应力差值最大的部位（一般在坡脚附近），形成一个最大剪应力区，容易发生剪切破坏。

（4）在坡顶和坡面接近表面部位。

由于侧向应力近于零，实际上变为两受向力。

在较陡边坡的坡面和坡顶出现拉应力，形成拉应力带。

拉应力带的分布位置与边坡的形状和坡脚的角度有关，图11-3为不同边坡的拉应力带分布位置。

（二）、该项目优点
1. 实时性好，实时读取数据并显示，加快监测数据的传递、实时反映软基处理的情况，便于了解现场施工情况；
2. 自动化程度高，自动读取和准确显示现场采集数据，自动对各种监测参数进行量化计算，并对历史沉降和当前沉降情况进行报警，有利于全面反映软基情况。

当前对路基沉降、水压力以及温度等各种监控参数的计算是通过人工利用光纤检测数据进行计算后，再以书面报告提交，不仅耗费时间，而且当沉降出现异常时往往不能及时上报，不利于监控部门及时掌握软基进展情况。

高等级公路软基光纤监测系统的实时显示、自动计算和报警功能改变了人工计算再上报的模式，不仅大大减少了人工计算所耗费的大量精力和时间，还可对当前路基沉降情况进行实时报警，实现了软基监控数据的有效监测和管理。

（三）、该项目的应用前景
解决了软基监控中对路基沉降等状况上报滞后、监控不力等问题，有利于及时掌握监控信息，有效指导施工，通过图形显示等功能直观反映现场信息，并已实现沉降报警功能，对推动高等级公路软基监控的信息化、智能化和自动化具有重要意义。

对预防未来不可预知的岩土灾害的发生创造了可以防御的条件。