第五章-工程地质长期观测

第一次工程地质调查概论第五章工程地质长期观测，第一节概述，第一，工程地质长期观测的特点1。工程地质长期观测用于长期观测站使用特殊设备，了解工程地质条件的特定因素，例如水文地质条件、物理地质功能、工程地质作用等随时间变化的规律，了解其过程和发展趋势，预测和评价对工程建筑和地质环境的影响。2.工程地质观测必须以工程地质条件查明为基础。3.地质环境是一个开放、动态变化的复杂系统，观测在设计、信息化建设、建设期间安全和工程效果方面是必不可少的，为了确保工程的长期安全，与长期观测密不可分。观测可以指导设计和变更、施工、验证设计和计算方法以及工程执行。第1节概述，4 .工程地质长期观测根据观测时期分为定期观测和不定期观测，定期观测为一定间隔，不定期观测为特定目的的短期观测。5.工程地质的长期观测根据其特点分为地质物理量监测、影响因素监测、物理地质现象观测、建筑物变形、沉降、地下水观测。6.现场观察在工程调查、建设及运营期间，对影响工程的不良地质现象、岩土特性及地下水等进行了监测，其目的是确保工程正常施工和运行的安全。第一节概述，第二节，观察工作主要包括3个方面。建筑及各种荷载下地面反应特性的观察。例如土压力观测、地应力测量、地面变形和位移监测、孔隙水压力观测等2。建筑或运营中的结构的观察。核电站等特别重要的结构需要在整个运营期间进行观测。3.观察环境条件。对工程地质和水文地质条件的特定因素的观察，特别是对工程构成威胁的不良地质现象，在调查中需要安排观察(如滑坡、崩塌、泥石流、土洞等)。此外，还有对附近结构和施工过程中可能发生的变化、施工振动、噪音、污染等的观测。第一节概述，三，观察原则1。可靠性原则仪器可靠性，监控网络，设计，建设集成准备。2.多层次观察对象以位移为主，并由其他项目补充。仪器由多种仪器配套补充。放置测量点：(1)有利的工程条件(2)指标、地下测量点或3)充分利用监测点复盖范围。第1节概述，3 .主要部件的优先观察原则4。分期观察原则通常从早期调查阶段开始，进行详细调查阶段，根据本观察内容，工程类型不同。例如，山体滑坡在预防前和变形后进行。施工中，后期孔隙水压力；地基变形在建筑后进行。5.便利实用原则6。效率原则概念和信息反馈时机7。无干涉和少干涉的原则8。地质信息的重要性9。经济合理的原则，第一节概述，4，长期展望点的部署1。观测线应包含问题最多的特定位置，具有观测对象变化最多的方向。观测站布局均匀，主要加密；3.观测点线根据建筑物轮廓与建筑风暴连接；4.虚线的方向控制(一维、二维、三维空间)5。在空间上，可以对注视对象进行空控制，必须更改方向设置线，并在中点地段设置点加密。第一节概述，第五，监测技术和计量1。收敛计用于测量地下工厂、隧道、隧道或洼地对应的墙或顶面上地面之间的微小变化，也可用于监视结构和支撑的变形，以及测量不稳定边坡的移动性。第一节概述，2 .钻孔伸长是测量钻孔位移计和沿钻孔轴测量深部岩体位移的装置。由连接器、锚、测量头和测量仪组成。测量时，使用锚点将连接器固定到钻头的特定深度，在孔中设置测量头和测量米，使用孔的底部作为基点测量从每个测量点到基准点的距离。3.坡率测量使用测斜仪测量两点之间的相对坡率。有测斜仪、测斜仪、高精度激光测斜仪。第一节概述，4 .裂缝测量用于监测大坝、边坡、工程岩体或山体裂缝的开口、闭合或上下左右误动变形。第1节概述，5 .光学仪器经纬仪、液位、激光测距仪、全站仪。Theodolite是用于测量水平或垂直角度的工具。标高是根据标高测量原理测量地面点之间高度差异的工具。第一节简要介绍了激光测距仪是使用激光准确测量目标距离的装置。全站仪是将光、机、电结合在一起的尖端测量仪器，是将集水池平角、垂直角、距离(倾斜距离、平距)、高阶测量功能结合在一起的测量仪器系统。第一节概述，6 .GPS使用卫星进行快速和高精度的绝对位置监控。7.孔隙水压力仪利用孔隙水压力仪对随时间变化的地面孔隙水压力进行动态观测。第1节概述，8 .土压力计用于长期测量土石坝、土堤、边坡、路基等结构内土体的压缩应力。在第1节中，9 .应力应变计利用金属的弹性来测量力的大小，制作了标有刻度的仪器。应变计用于监控混凝土结构的梁、柱、桩基、支撑、挡土墙、水工结构、衬砌、桥墩和地脚、桥梁、隧道衬砌及其基岩中的应力和变形。第二节孔隙水压力观测，1，地下水观测的意义地下水动态变化对地基土的允许承载力评价、道路冻害严重性预测、基坑涌水量大小和坑壁稳定性等具有重要意义。通过对地下水动态的长期观察，还可以检查坝基、桥台防渗处理效果。例如，在挖掘和支持高层建筑的深基坑时，地下水的作用会导致坑内鼓塌陷，沙子上升，支撑结构塌陷，降水会导致周围土地因沉降而破坏建筑。因此，在深基坑施工过程中，应加强地下水监测。地下水也是各种不良地质现象的重要因素。第二节孔隙水压力观测，第二节孔隙水压力观测的意义孔隙水压力对水库引起的地震、地面沉降和边坡稳定性有重要作用。设计堆石坝、海堤和堤防等，检查边坡稳定性，评估储油罐基础稳定性和斜坡滑移的可能性，需要对孔隙水压力的准确数值、分布情况和载荷增加等外部因素的变化。例如，作用于滑坡的孔隙水压力直接影响滑坡的稳定性。炮手沙的管道及液化、岩溶地区的地面沉降等都与孔隙水压力密切相关。因此，要正确控制孔隙水压力，确保工程顺利安全进行。第二节孔隙水压力观测，第三，展望点放置展望点的布置取决于观测的目的，一般将多个压力计分别埋在不同位置的不同深度，形成观测剖面和观测网，并观察孔隙水压力的大小、空间分布及其影响因素。埋地压力计可以使用钻孔方法或挤压方法。压痕法只适用于软弱的基础。使用钻孔方法时，钻孔深度在孔底之前填充少量沙子，放置探头后在周围和上部填充沙子，最后使用膨胀粘土球将孔完全密封。两种方法都需要提前安装设备，恢复原状后才能进行观测。第二节孔隙水压力观测，4，孔隙水压力具体观测目的孔隙水压力对地面变形及稳定性有很大影响，因此，饱和土中地基处理及地基工程过程、滑坡稳定性研究等问题时，需要孔隙水压力监测。具体的观察目的如下表所示。第三节倾斜地面变形和滑坡动态观测，第一，倾斜地面变形观测的重要性1。通过观察滑坡、崩塌发生前斜坡地面变形的发展，预测滑坡、崩塌发生；2.观察滑动后与周围环境因素的关系，准确测量滑动带位置，为滑坡治理提供了可靠依据。3.在土佐改善过程中，监测土佐的发展变化，预测其发展趋势的危险预测。4.改进后观察的目的是检查改进措施的效果，测量作用于防滑结构的土压力，测试设计的正确性和施工质量。第三节倾斜地面变形和滑坡动态观测，第二，地面变形监测内容和方法地面变形监测主要包括对各种不利地质现象和与各种工程(各种基础工程、边坡工程和地下工程)相关的地面内部压缩、拉伸和剪切变形以及表面位移的监测。重点介绍边坡工程和滑坡及地下工程的地面变形监测内容和方法。监测内容可分为地面位移观测、地面内部变形和滑动面位置观测。1.土佐地面位移观测主要通过使用经纬仪、水平或光电测距仪反复观测每个测量点的位移方向、水平、垂直距离来确定地面位移矢量和随时间的变化。第三节倾斜地面变形和滑坡动态观测，测量点根据具体条件和要求，在不同类型的线、网络、一般更复杂、位移较大的部分需要适当加密。从长江三峡工程库区新滩滑坡的地面位移观测点布局图来看，调查点主要集中在地面位移较大的江浦一带。对于大规模山体滑坡，可以使用航空摄影测量和卫星定位系统进行监控，也可以用拉伸计和倾斜仪等简单的方法进行监控。必须对第三节斜坡地面变形和滑坡动态观测、监测结果进行图表整理，从而分析滑坡或工程边坡的稳定性发展趋势，进行临时滑移预测。从1985年5月开始，垂直位移大幅度增加，直到6月12日发生整体减少，山体滑坡量约为3107m3。因壬滑预报成功，避免了人员伤亡的重大事故。3节倾斜地面变形和滑坡动态观测，2 .地面内部变形及滑动面位置观测是准确确定滑动面位置的前提，是滑坡稳定性分析及改善的前提，光靠钻探方法往往难以达到目的，如果与滑动面的长期观测相结合，就能顺利解决这个问题，特别是对已经开始合作的滑坡，其效果更加明显。目前常用的监测方法是管应变计、测斜仪和位移计。都是由钻孔监控的。(1)管应变计监测用于在距PVC管一定距离的地方附着电阻应变计，然后埋在钻孔内，测量因滑坡滑动而引起的管的变形。安装方法如图所示。安装变形管时，应确保应变计指向滑动方向。测量结果清楚地表明了土体随时间的位移变形情况和滑动面的位置。三节斜坡地面变形及滑坡动态观测，上图为4.4米滑动面深度对滑坡进行管应变计监测的结果。这种方法比较简单，在国内外应用最广。第三节倾斜地面变形和滑坡动态观察，(2)测斜仪是滑坡引起的钻孔偏转的测量装置，可以有效地理解滑动面的深度。设备有两种类型：一是在地板上挂传感器，钻孔，测量每个预定深度的弯曲。第三节倾斜地面变形和滑坡动态观测，固定测斜仪是钻孔中按深度装置固定的传感器。监测结果为滑动面深度3.5m，如图所示。三节倾斜地面变形和滑坡动态观测(3)位移计是通过测量金属线伸长来确定滑动面位置的装置，通常采用将金属线固定在孔壁的每一层，将末端固定在滑动床的多层位移测量。可用于确定滑动面的深度和时间上土砂的位移变形。第三节倾斜地面变形和滑坡动态观测，(4)洞壁收敛测量收敛测量直接测量岩石表面两点之间的距离变化，用于了解洞壁之间的相对变形和斜坡的场裂发生变化，用于评价工程稳定性趋势和预测破坏时间。边坡场裂缝测量方法比较简单，一般在裂缝两侧埋设固定点，用钢带直接测量即可。洞穴壁收敛测量应使用专用收敛计。变形测量通常使用多点位移计。3节倾斜地面变形和滑坡动态观测，3 .岩土内部应力测量与变形测量的意义相同，可以用于监测建筑物的安全使用，或确认计算模型和计算参数的适用性和准确性。地面内部的应力可以分为初始应力和二次应力。初始应力也称为地应力。二次应力主要表示房屋建筑的地基底部和地基土的接触压力。挡土墙结构土压力及洞室围岩压力测量问题。三节倾斜地面变形和滑坡动态观测，地面压力测量使用压力传感器装置进行，一般将压力传感器附着在结构和岩石之间的接触面上。目前国内外采用的压力传感器大部分是压力箱，是液压式、气压式、钢弦式、电阻应变等不同风格和规格的产品，今后将更多使用两种。通过时间观测可以知道地面压力随时间的变化。第4节建筑物沉降和变形观测，1，沉降观测对象1。一级楼。2.不均匀或软弱地基上重要的二级以上建筑物。3.因加层、嫁接、地基变形、局部不稳定而导致结构出现裂缝的建筑物。4.受邻近深基坑开挖工程影响或受现场地下水等环境因素变化影响的建筑物。5.需要积累建筑经验或执行反向分析计算参数的工程。第四节建筑物沉降和变形观测，第二，观测点布置沉降观测点布局应遵循以下原则：1.通常，将沉降视点放置在建筑物的方形点、中点、角点等容易反映变形特征和变形的部分，点间距通常为10 20米。2.对于有后浇带和施工接头的建筑物，还应在两侧放置沉降观测点。3.对于新建筑与原始建筑的连接，需要在两侧的承重或柱上放置沉降观察点。第4节建筑物沉降和变形观测，4 .对于一些大型工业厂房，除了按照上述原则安置观察点外，还应在码头重墙或柱周围放置安置观察点；对于砖混结构，可以位于承重墙上。对于框架结构，您可以每1到3个柱设定点。5.展望点要符合各施工阶段的观测要求，要坚实可靠，特别要考虑装饰阶段不能因墙或柱饰面、水电工程等原因破坏或复盖展望点，不能因连续观测而失去观测意义。第四节建筑物沉降和变形观测，3节，从建筑物建设开始到完成后相当长的时间内，定期观测每一测量点高程的变化，从建筑物一定范围的基点开始观测方法。观测次数和间隔时间应根据观测目的、载荷情况和沉降速度确定。沉降率低于1mm/100d时，可以停止重复观测。建筑完成后的观察间隔由下表确定。第四节建筑物沉降和变形观测，根据观测结果绘制荷载、沉降和时间的关系曲线。这可