边坡监测方法分析

边坡监测的技术分析

对边坡进行监测，主要包括以下方面：围岩；位移、倾斜；应力应变、地形变化；地震、爆破震动；降雨量、气温、地表（下）水（水位、水质、水温、泉流量、孔隙水压力）等监测。

主要有以下几种常见监测法：

1 宏观地质监测法

2 简易监测法

3 设站观测法

（1）大地观测法（2）GNSS测量法

4 仪表监测法

5 远程监测法

6 声发射法

7 时域反射法（TDR)

8 光时域反射法（O TDR）

1 宏观地质监测法

所谓宏观地质观测法，是用常规地质调查方法，对崩塌、滑坡、泥石流灾害体的宏观变形迹象和与其有关的各种异常现象进行定期的观测、记录，以便随时掌握崩塌、滑坡的变形动态及发展趋势，达到科学预报的目的。

该方法具有直观性、动态性、适应性、实用性强的特点，不仅适用于各种类型崩滑体不同变形阶段的监测，而且监测内容比较丰富、面广，获取的前兆信息直观可靠，可信度高。其方法简易经济，便于掌握和普及推广应用。宏观地质观测法可提供崩塌滑坡短临预报的可靠信息，即使是采用先进的仪表观测及自动遥测方法监测崩滑体的变形，该方法仍然是不可缺少的。

一般情况下，突发性灾害很难捕捉到斜坡体上的短暂瞬时宏观变形形迹和其它异变现象；而累进性灾害在一定时段内斜坡体上均有明显的宏观变形形迹及其他异变现象，这些宏观变形形迹及异变现象称之为灾害前兆信息。准确捕捉这些信息并进行动态综合分析这些前兆信息，对灾害的防治和预测预报，减灾防灾有重要的意义。

地质灾害的发生通常具有综合前兆，单一由个别前兆来判别灾害可能会造成误判，带来不良的社会影响。因此，发现某一前兆时，必须尽快查看，迅速作出综合的判定。若同时出现多个前兆时，必须迅速疏散人员，并尽快报告当地主管部门。

2 简易监测法

地质灾害简易监测，是指借助于简单的测量工具、仪器装置和量测方法，监测灾害体、房屋或构筑物裂缝位移变化的监测方法。

（1）埋桩法

埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩，用钢卷尺测量桩之间的距离，可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝，埋桩不能离裂缝太近。

（2）埋钉法

在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子，通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。

（3）上漆法

在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记，与埋钉法原理是相同的，通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。

（4）贴片法

横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片，如果砂浆片或纸片被拉断，说明滑坡发生了明显变形，须严加防范。与上面三种方法相比，这种方法不能获得具体数据，但是，可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。

3 设站观测法

（1）大地观测法

17世纪末，大地测量学形成至卫星大地测量的出现，这一阶段的大地测量学通常称为经典大地测量学。主要标志是以地面测角、测距、水准测量和重力测量为技术手段解决陆地区域性大地测量问题。弧度测量、三角测量、几何高程测量以及椭球面大地测量理论的发展，形成几何大地测量学；建立了重力场的位理论并发展了地面重力测量，形成物理大地测量学。

（2）GNSS测量法

1966年美国的W.M.考拉发表《卫星大地测量理论》一书，为卫星大地测量的发展奠定基础。同时，对卫星跟踪观测定轨技术得到迅速发展，从照相观测发展到卫星激光测距（8LR）和卫星多普勒观测。20世纪70年代美国首先建立卫星多普勒导航定位系统，根据精密测定的卫星轨道根数，能够以土1米或更高的精度测定任一地面点在全球大地坐标系中的地心坐标；90年代美国又发展了新一代导航定位系统，即全球定位系统（GPS），以其廉价、方便、全天候的优势迅速在全球普及，成为大地测量定位的常规技术。俄罗斯发展了全球导航卫星系统（GLONASS），欧洲正在启动伽利略全球卫星导航定位系统（Galileo）。卫星大地测量不仅广泛用于高精度测定地面点的位置，还用于确定全球重力场，并形成一门新的大地测量分支，即卫星重力学。

4声发射法

通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能或结构完整性的无损检测方法。材料中因裂缝扩展、塑性变形或相变等引起应变能快速释放而产生的应力波现象称为声发射。

5时域反射法

TDR( Time Domain Reflectomet ry) 法是利用电磁波在不同介质中的传播速度的差异来测定土壤含水率。TDR 理论模型早在1939 年就已建立,最初用于电信业查找电缆断点。用于土壤含水量的监测,是由加拿大科学家Topp 等人[1 ] 于1980 年首次提出,并于1985 年用于农田水分测定。但任何种类的TDR 都不能直接测得土壤水分含量,都是通过测定土壤的介电常数来计算土壤水分含量。测定结果会受到土壤质地、密度、温度等环境条件的影响。

6光时域反射法

利用光纤的背向散射光，采用光时域反射计（英文缩写为OTDR），对光纤的若干性能进行测量的一种方式。背向散射技术是将大功率的激光脉冲注入光纤（在不产生非线性效应的条件下），然后在同一端检测沿光纤背向返回的散射光功率。散射主要是由光纤材料密度不均匀等引起介质常数（也就是折射率）分布的不均匀而引起的瑞利散射。

图1 光时域反射测试

检测到的沿光纤长度各点返回的背向散射光功率一定包含了光沿光纤传输时所遭受损耗的信息，从而可以分析测定光纤的衰减，故称这种方法为背向散射法。其测量原理图和典型记录曲线如图所示。曲线图中①、⑤为输入端和终端的菲涅耳反射，②为均匀段，③是接头或局部缺陷引起的不连续性，④为断裂或介质缺陷反射。通过对测量曲线的分析，可了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等情况。利用OTDR可以测量光纤均匀段的衰减，可以检查光的连续性、物理缺陷或断裂位置，测量接头损耗和位置，测量光纤的长

度。无论在工厂实验室、工程现场和维护测试都是很适用的。