边坡工程监测及内容和方法.doc

边坡工程监测的内容和方法 监测内容主要监测方法主要监测仪器监测方法的特点适用性评价地表变形大地测量法（三角交会法、几何水准法、小角法、测距法、视准线法）经纬仪水准仪测距仪投入快、精度高、监测范围大、直观、安全、便于确定滑坡位移方向及变形速率适应于不同变形阶段的位移监测；受地形通视和气候条件影响，不能连续观测全站式速测仪、电子经纬仪等精度高、速度快，自动化程度高，易操作，省人力，可跟踪自动连续观测，监测信息量大适应于不同变形阶段的位移监测；受地形通视条件的限制适应于变形速率较大的滑坡水平位移及危岩陡壁裂缝变化监测；受气候条件影响较大近景摄影法陆摄经纬仪等监测信息量大，省人力，投入快，安全，但精度相对较低适应于变形速率较大的边坡水平位移及危岩陡壁裂缝变化监测；受气候条件影响较大GPS法GPS接收机精度高投入快，易操作，可全天候观测，不受地形通视条件限制；目前成本较高，发展前景可观适应于边坡体不同变形阶段地表三维位移监测测缝法(人工测缝法、自动缝法 )钢卷尺、游标卡尺、裂缝量测仪、伸缩自记仪、测缝仪、位移计等人工、自记测缝法投入快，精度高，测程可调，方法简易直观，资料可靠；遥测法自动化程度高，可全天候观测，安全，速度快，省人力，可自动采集、存储、打印和显示观测值， 资料需要用其它监测方法校核后使用人工、自记测缝法适应于裂缝量测岩土体张开、闭合、位错、升降变化的监测； 地下变形测斜法(钻孔测斜法、竖井)钻孔倾斜仪、多点倒锤仪、倾斜计等精度高，效果好，可远距离测试，易保护，受外界因素干扰少，资料可靠；但测程有限，成本较高，投入慢主要适应于边坡体变形初期，在钻孔、竖井内测定边坡体内不同深度的变形特征及滑带位置测缝法(竖井)多点位移计、井壁位移计、位错计等精度较高，易保护，投入慢，成本高；仪器、传感器易受地下浸湿、锈蚀一般用于监测竖井内多层堆积物之间的相对位移。目前多因仪器性能、量程所限，主要适应于初期变形阶段，即小变形、低速率，观测时间相对短的监测重锤法重锤、极坐标盘、坐标仪、水平位错计等精度高，易保护，机测直观、可靠；电测方便，量测仪器便于携带；但受潮湿、强酸、碱锈蚀等影响适应于上部危岩相对下部稳定岩体的下沉变化及软层或裂缝垂直向收敛变化的监测沉降法下沉仪、收敛仪、静力水准仪、水管倾斜仪等适应于危岩裂缝的三向位移（X、Y、Z三方向）监测和危岩界面裂缝沿硐轴方向位移的监测测缝法（硐室）单向、双向、三向测缝仪、位移计，伸长仪等地声地音量测法声发声仪地探测仪可连续观测，监测信息丰富，灵敏度高，省人力；测定的岩石微破裂声发射信号比位移信息超前-日适宜于岩质边坡变形的监测及危岩加固跟踪安全监测，为预报岩石的破坏提供依据应变应变量测法管式应变计、多点位移计、滑动测微计精度高，易保护， 测读直观、可靠；使用方便，量测仪器便于携带；主要适宜测定边坡体不同深度的位移量和滑面（带）位置水文观测地下水位水位自动记录仪精度高， 可连续观测，直观、可靠； 适应于坡体不同变形阶段的监测，其成果可作基础资料使用观测孔隙水压孔隙水压计钻孔渗压计测泉流量三角堰、量杯等测河水位水位标尺等环境因素测降雨量雨量计、雨量报警器精度高， 可连续观测，直观、可靠；适应于不同类型边坡及其不同变形阶段的监测，为边坡工程的稳定性分析评价提供基础资料测地温地震监测温度记录仪等地震检测仪黄土地区公路高边坡防护技术 一、研究背景中国黄土分布面积约为63.1万km2，约占国土面积6.6%，主要分布在北纬3347，东经75127之间。西部地区黄土分布面积约27. 5万km2，占中国黄土总面积的43.7%，占西部地区国土面积的50%60%以上。黄土分布区，沟壑纵横，黄土冲沟及河谷区谷坡陡峻，滑坡、崩塌、滑塌、泥流等地质灾害非常发育，给公路建设带来许多困难。而作为长大线状构造物的高速公路，在这沟壑纵横，谷坡陡峻的鸡爪形地貌背景下，由于一系列技术条件的限制，不可避免的要进行大量开挖，形成黄土高边坡。如：陕西省铜川黄陵一级公路，在黄土地区路线长度15km，因开挖路基，形成高度大于30m高边坡40余处，边坡最高达88m。我国现行的公路路基设计规范中，只涉及到高度小于30米的路堑边坡的设计，而大于30米的公路黄土高边坡设计没有规范可循，对公路黄土高边坡防护技术还处于探索阶段。正因如此，本课题将从西部地区非饱和黄土物理力学性质，西部地区已建成公路黄土高边坡营运现状，黄土高边坡冲刷实验，黄土高边坡可靠度概念下的优化设计，黄土高边坡防护技术等方面展开研究，以便为西部高速公路建设中黄土高边坡设计与施工提供科学依据。二、主要研究目标和研究内容本项目以黄土地区重大公路工程为依托，采用“点”与“面”结合、室内试验与现场试验相结合以及理论计算与实体工程验证相结合的技术手段，重点解决公路黄土高边坡稳定性评价、坡型设计、边坡防护等技术难题，提出一套适合黄土高边坡的稳定性分析、设计和防护方法，从而大大提高公路黄土高边坡设计与防护的科学性与经济性，改善公路沿线的生态环境。本项目的主要研究内容包括：公路黄土高边坡地质结构模型研究；黄土土性参数统计分析研究；非饱和黄土强度实验研究；公路黄土高边坡稳定性分析研究；公路黄土高边坡推荐设计坡型研究；公路黄土高边坡防护技术研究；公路黄土高边坡防护决策支持系统研建。三、主要研究成果1、基于现场调查和室内试验，总结出八类黄土高边坡地质结构模型，为黄土地区公路高边坡稳定性分析、设计与防护提供了重要依据。2、通过直剪、控制吸力的三轴试验与先进的三轴CT试验，研究了非饱和黄土抗剪强度、结构强度与基质吸力（含水量）之间的关系及原状黄土剪切过程中的细观结构损伤规律，提出了实用的非饱和黄土抗剪强度公式和非线弹性本构模型，使非饱和黄土抗剪强度理论研究上了一个新台阶。3、首次开展了原状黄土边坡变形破坏机理的离心模拟试验研究，结合CAT数值模拟分析，提出了黄土高边坡的变形破坏模式，得出黄土边坡起始剪切破坏发生于坡高1/3处、边坡中下部设置大平台是保持黄土高边坡稳定的关键、对阶梯形黄土高边坡的稳定性评价宜采用裂隙圆弧法、降雨入渗对边坡的整体稳定性影响不大等重要结论。4、提出“宽台陡坡”的设计理念，针对不同地区公路黄土高边坡给出坡型设计推荐方案，填补了现行公路路基设计规范中有关黄土高边坡设计空白。5、制定出黄土边坡防护的设计原则与评价准则，对黄土边坡植物防护机理、草种选择与综合防护技术进行系统研究，提出了平台植树、土工格室和绿化防护板等新型生态防护技术，总结出黄土地区公路高边坡综合防护方案。6、基于GIS开发平台，建立了黄土高边坡基础信息数据库和专业评价模型库，通过系统集成，实现了信息的可视化提取、边坡稳定性评价和基于“模糊综合评判”的边坡防护决策分析等功能。四、推广及应用从推广的角度出发：课题组编制了黄土地区高边坡防护技术指南；加强媒体的宣传报道；对现行技术规范存在的技术缺陷进行完善；并在有关管理、设计、施工等部门的协调下，对研究成果进行推广。项目研究成果在黄延、阎禹高速公路等黄土高边坡的设计中得到全面应用，并已在陕西省黄土地区公路建设中推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。（1）本课题提出的“宽台陡坡”设计理念，在黄陵延安高速公路43处黄土高边坡设计中得到全面应用，并在施工过程中对个别边坡根据现场调查和分析计算结果，及时调整了设计方案，保证了工程建设的顺利进行。（2）本课题提出的黄土高边坡坡型设计推荐方案，已经被陕西省交通厅采用，