《边坡工程变形监测》PPT课件.ppt

第九章 边坡工程变形监测 朱宝训 测绘与城市空间信息系 9.2 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 v 1监测区域大,涉及的岩土性质复杂； v 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。 v3.边坡逐渐形成，部分监测点的位置要随之变动； 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. 二、边坡监测的内容 测降雨量 测地温 地震监测 观测地下水位 观测孔隙水压 测泉流量 测河水位 地音量测 位移和沉降 6.6.环境因素环境因素 5.5.水文水文 4.4.应变应变 3.3.地下变形地下变形 2.2.地声地声 1.1.地表变形地表变形广义监测内容： 位移和沉降 类型阶段主要监测内容 滑坡 前期地表裂缝 整治期 地表的水平位移和垂直位移 深部钻孔测斜 土体或岩体应力、水位 整治后 地表的水平位移和垂直位移 深部钻孔测斜 地表倾斜 地表裂缝 土体或岩体应力、水位 变形监测的内容（工程测量规范变形监测的内容（工程测量规范20072007 ） 1.简易观测法 2.设站观测法 3.仪表观测法 4.远程监测法 三、边坡监测的方法 (一)简易观测法 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； (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置固定观测站； 用测量仪器定期监测变形区内网点的三维位移。 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； 连续观测能力较差。 2GPS（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置 。 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。 类型 水平位移监 测的点位 中误差（ mm） 垂直位移监测 的高程中 误差（mm ） 地表裂缝的观 测中误差 （mm） 岩质滑坡63.00.5 土质滑坡12105 边坡监测的精度（工程测量规范边坡监测的精度（工程测量规范20072007） 通常要求水平位移2-5mm，高 程测量中误差小于1.0- 1.5mm/km (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。 (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 置信； 价格昂贵。 四、边坡工程监测仪器简介 倾倾 斜斜 计计 v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； 施测部位和测点布置-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。 v一、监测设计的原则 v 监测项目选择的原则： v 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。 9.3 监测方案设计 二、测点布点原则二、测点布点原则 监测点的布置一般有以下监测点的布置一般有以下 三个步骤三个步骤: : 1 1、测线布置、测线布置 圈定监测范围；圈定监测范围； 估计主要滑动方向；估计主要滑动方向； 选取典型断面选取典型断面, ,布置测线；布置测线； 再按测线布置相应监测点再按测线布置相应监测点 。 对主滑方向和范围不明确的边坡，放射型布置更适用。对主滑方向和范围不明确的边坡，放射型布置更适用。 测线放射型布置时，在不同方向交叉布置深部位移监测孔。测线放射型布置时，在不同方向交叉布置深部位移监测孔。 对主滑方向和范围明确的边坡，对主滑方向和范围明确的边坡， 测线可采用测线可采用十字型或方格行十字型或方格行布置；布置； 测线十字型布置时，深部位移监测线十字型布置时，深部位移监 测孔通常布设在主滑方向上；测孔通常布设在主滑方向上； 2、监测网形成:一次也可能分阶段形成； 3、局部加强，加深加密布点。 v三、边坡工程监测周期与频率 v 1.施工的初期 v 爆破阶段： 1次/1-2天，每次爆破后监测1次； 监测以地表及地下位移为主。 施工阶段： 1-2次/周；(地表及地下位移为主) 2.运营阶段：1次/2月，雨季：1次/2月。 3.变形量增大和变形速率加快时：加大监测频 次。 v 1.监测的报表 v监测日报表 v阶段性报表 v监测总表 四、监测资料汇总及分析 v 2.相关图件 v各监测项目时程曲线； v各监测项目的速率时程曲线； v地表位移变形矢量图和等值线； v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 3.3.分析报告分析报告 一般分析报告中应含以下内容：一般分析报告中应含以下内容： 工程地质背景工程地质背景 施工及工程进展情况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目的、监测项目设计和工作量分布 监测周期和频率监测周期和频率 各项资料汇总各项资料汇总 曲线判断及结论曲线判断及结论 数值计算及分析数值计算及分析 结论及建议结论及建议 9.4 露天开采边坡监测 v矿山边坡是一种临时性或半永久性边坡,设计较为保守。 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. v一、观测内容包括： v（1）边坡面上移动值的大小和分布，移动的过程和规律； v（2）滑动面位置、形状、滑体的大小、滑动方向； v（3）边坡移动对坡顶及其附近各种建筑物的危害程度； v（4）加固措施的效果。 v二、观测站的设置 v1观测线的设置 v观测线由位于同一直线上的控制点和工作点组成。 v控制点（基准点）应布设在滑体外稳定的地表或边坡上； v工作点（变形点）设置在滑体上。 v每条观测线至少设两个控制点，控制点至第一个工作点的距离和控制点 间的距离为50100m。 v工作测点的间距一般为515m。 v在一个台阶上至少应设两个测点，分别靠近坡顶、坡脚 v每个平台上均应设置观测点。 1-控制点 2工作点 3观测线 露天矿边坡观测线的布设 2.要求： v观测站（变形区域）应布置在工程地质条件较复杂地段。 v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。 v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。 v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。 v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。 v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。 v1导线法 v观测点埋设1015天后进行 v1）观测站与露天矿基本控制网点联测，按5”小三角或 5”导线要求进行，高程按四等水准要求进行。 v2）观测测线，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，高程闭 合差均不大于 （L为导线总长，km），则取其平均 值作为原始数据。 v2.前方交会法 v 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 。 v 高程测量也可以采用三角高程测量方法。 三、露天矿边坡观测方法 v（1）观测站联测。 v（2）正常观测。 v 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 和平面位置测量。 v 滑动期观测：一般13个月进行一次水准测量，36个 月进行一次全面观测。 v 滑坡后观测：包括观测点平面位置、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 置、凸起、凹陷等变形发生的部位，时间及有关测量数据。 v vv3 3工作内容工作内容 四、边坡监测的图件与分析 v （1）测线剖面图。剖面图比例尺一般为1：500，变 形值比例尺采用1：201：50。 v （2）滑坡区平面图。平面图比例尺一般采用1：500 ，移动向量比例尺采用1：201：50。 v （3）个别具有代表性的测点，需另绘位移或移动速 度随时间的变化曲线。 1.观测资料的图示 测线剖面图测线剖面图 测 区 平 面 图 2.滑落面及其确定方法 v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。 v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。 vv第三种情况如图所示，第三种情况如图所示， 各移动向量都是大致水平各移动向量都是大致水平 方向，结合结构面的埋藏方向，结合结构面的埋藏 特征，说明边坡破坏可能特征，说明边坡破坏可