關于邊坡監測在邊坡工程中的應用分析

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摘要：邊坡監測是科學管理邊坡和正確處理邊坡工程潛在問題的依據，其重要性貫穿著整個邊坡工程。文章圍繞邊坡地表變形及內部變形、邊坡應力以及邊坡地下水等幾方面論述了邊坡監測的內容、作用及技術方法，并提出了邊坡監測方案設計原則。

關鍵詞：邊坡監測；作用；方案設計；原則

一、邊坡監測的研究現狀

國內外在斜坡穩定性及滑坡災害預測方面，已取得了顯著進展。隨著近代數、力理論及計算機技術的引進，我國巖體工程地質力學理論與方法也逐漸形成，形成了一套傳統工程地質分析體系。但隨著研究的不斷深入，對于邊坡動態數據的依賴程度也大大增加，邊坡監測方面也存在著一些缺陷和不足，主要表現在監測參數單一，監測理論不完善或使用不當等方面。在邊坡工程監測技術方面，我國正由過去的人工皮尺簡易工具的監測手段過渡到儀器監測，又正在向自動化、高精度及遠程系統發展。早期邊坡監測主要是根據人工地質觀察來確定邊坡的狀況。隨著簡易觀測法的出現，邊坡監測也逐漸地從定性向定量方面發展，大地測量法的發展主要是伴隨著高精度的光學及光電儀器的出現而逐漸成熟的。同時隨著監測儀器的快速發展，GPS測量以及近景攝影測量也迅速應用到邊坡監測中來。近代，伴隨著電子技術及計算機技術的發展，聲發射方法，時域反射法，光時域反射法等也被應用于邊坡監測之中。今后，網絡技術的發展和日趨成熟，邊坡的現代監測方法應該向著遠程網絡監控方向發展。

二、邊坡監測的內容

目前邊坡監測的主要內容依據所需的監測參數可分為四大類，即邊坡地表變形監測、邊坡內部變形監測、邊坡應力監測及邊坡地下水監測。

2.1邊坡地表變形監測

邊坡巖土體的破壞一般不是突然發生的，破壞前會相當長時間的變形發展期。早期邊坡監測主要是根據人工觀測地表的變化特征，地下水的異變，周圍動植物的異常等來確定邊坡的狀況。雖然這種方法最為簡易，也沒有實際監測數據的支撐，但它是邊坡最為直觀、準確的宏觀體現，以此為據才能制定合理的監測方案。通過對邊坡巖土體的變形量測，不但可以預測預報邊坡的失穩滑動，同時運用變形的動態變化規律來檢驗邊坡治理設計的正確性。

邊坡地表變形監測的方法包括地表大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法以及地表沉降變形遠程自動化監測。其中，大地測量法技術成熟，精度較高，監控面廣，成果資料可靠，便于靈活地設站觀察等優點，在邊坡的地表監測中占有主導地位。后三種方法是趨于自動化與智能化的監測方法，是今后邊坡監測的發展趨勢。

2.2邊坡內部變形監測

邊坡內部變形監測的目的是能為準確確定滑面位置，研究滑坡目前性狀及其發展趨勢，以及整治工程設計提供重要的信息。邊坡內部變形監測主要是在鉆孔中安設儀器對邊坡內部變形實行監測，監測項目主要有沉降、傾斜、撓度及地下水位或滲透壓力，有時還可以進行地下水流向、流速和水質分析等測量工作。對于邊坡來說，潛在滑面的確定事關重要，一般是以地質勘察為主確定潛在滑面，通過邊坡內部監測等手段，驗證或修正潛在滑面的位置。

鉆孔測斜儀是最為常用的儀器裝置，監測過程中在多個深孔會出現不同的曲線形態，其曲線形態主要有“V”形，“D”形，“B”形，“R”形及“復合”形幾種特征類型，其中“V”形表明滑坡該部位還沒有形成明顯的滑動面；“D”形表明只有一個較為明顯的滑面，滑面以上話題呈整體運動；“B”形表明滑坡沿巖土體多層滑面（或結構面）滑動，但各滑塊的運動速率不一致，滑坡處于蠕變-滑移階段；“R”形曲線顯示在滑坡較淺部已形成明顯的滑動面，且位移相對較大，而下部位移較小，表面滑坡在監測時段內以淺層整體滑移為主。

2.3邊坡應力監測

在巖質邊坡失穩的過程中，研究人員可以通過現場試驗監測的方式獲得應力的變化規律，繼而提出應力監測的預警值。邊坡應力監測包括邊坡內部應力監測、巖石邊坡地應力監測、邊坡錨固應力測試。邊坡內部應力測試可通過壓力盒量測滑帶承重阻滑力和支擋結構受力，以了解邊坡體傳給支擋工程的壓力及支護結構的可靠性。邊坡地應力監測主要是針對大型巖石邊坡工程，一般采用深孔應力解除法來進行地應力絕對測量和地應力變化監測，旨在了解邊坡地應力或在施工過程中地應力的變化情況。邊坡錨桿錨索拉力的變化是邊坡荷載變化的直接反映，因此對于邊坡錨固力的監測，一方面可以結合位移測量修正錨桿的設計參數，另一方面可以了解到邊坡荷載的變化情況。

2.4邊坡地下水監測

地下水是邊坡失穩的主要誘發因素，對于地下水豐富的邊坡，地下水動態監測是一項重要的監測內容。地下水動態監測以了解地下水位為主，根據工程要求，可進行地下水孔隙水壓力、揚壓力、動水壓力、地下水水質監測等。尤其在邊坡工程中，孔隙水壓力是評價和預測邊坡穩定性的一個重要因素，需要在現場埋設孔隙水壓力儀進行觀察。

三、邊坡監測的方案設計

邊坡失穩是一個自微觀變形向宏觀變形的轉化過程，一般自變形開始至失穩要經歷四個階段，即卸荷變形階段、蠕滑拉裂階段、劇烈滑動階段和趨穩階段。故可以在邊坡發生變形的過程中，采取適當方法對其變形及其影響因素進行監測，確保其變形在安全范圍內，這樣就確保了邊坡的穩定。若在卸荷和蠕滑拉裂階段邊坡的變形在規定安全范圍內，那么影響因素對邊坡穩定產生的影響可以忽略不計，邊坡是穩定的；但在劇烈滑動和趨穩階段，邊坡產生的變形有可能導致失穩，因此必須采取一定的加固措施將其變形控制在安全范圍之內以保證邊坡的穩定。

對于一個具體的邊坡，應針對其特征選擇可行性的監測技術、方法，確定較為理想的監測方案，合理布置測點。

隨著科學技術的進步，我們應更好地去利用監測儀器和技術手段的不斷進步和更新帶給我們的先進性，但要強調的是應避免“唯武器論”，單方面追求高精度、自動化、多參數，而脫離工程實際需要的監測方案。對于不同類型和不同工況邊坡監測方法的確定，應以各種監測方法的基本特點、功能及適用條件為依據，并充分考慮各種監測方法的有機結合、互相補充、校核，這樣通過各種方法的優化和組合，才能獲得最佳的監測效果。優化工作包含以下幾個方面：

（1）在確定監測方法方面，充分考慮地形、地質條件及監測環境，選擇合適的監測方法，做到土、樣結合，儀器監測和宏觀監測相結合，人工直接監測和自動監測相結合。（2）在監測儀器使用方面，做到電子儀表和機械儀表相結合，儀表精度高、低相結合，不要片面追求高、精、尖、多、全。（3）測內容方面，應根據工況與邊坡的空間形態，本著少而精的原則，選擇關鍵的監測部位，合理布置監測網點；突出重點，兼顧整體；力求表部和深部相結合，幾何量和有關物理參數監測相結合。（4）定觀測精度方面，結合實地踏勘，對于邊坡變形機理、變形發展趨勢及監測儀器設備的精度指標綜合分析，按照誤差理論（觀測誤差一般應為變形量的1/51/10）來確定適當的監測精度。（5）觀測周期方面，應主要根據邊坡體處于不同變形發展狀態和不同監測手段的性質確定或靈活調整。一般而言，在邊坡變形速率未出現突然增大時，變形量相對較小，觀測周期可長些，但精度要求要高；而當變形速率加大或出現異常變化，應縮短變形周期，加密觀測次數，精度可適當放寬。

四、結束語

1邊坡地表變形及內部變形、邊坡應力以及邊坡地下水是邊坡監測的主要內容，也是所需的主要監測參數，能夠為掌握邊坡變形特征、規律以及巖土體力學參數的反演分析提供資料。

2邊坡監測方案設則應針對其特征選擇可行性的監測技術、方法，在利用先進監測儀器設備的同時，要避免“唯武器論”，優化和組合各種監測技術和方法，合理布置測點，確定較為理想的監測方案。

參考文獻：

[1]梁全輝.邊坡監測技術淺談[J].科學之友，2010，（18）.

[2]徐建平，徐科.邊坡監測中的應用新型技術探討[J].江西建材，2012，（6）