第9章+邊坡工程監(jiān)測資料課件

變形監(jiān)測與變形分析第九章邊坡工程監(jiān)測2023/6/81中南大學測繪與國土信息工程系主要內(nèi)容概述監(jiān)測內(nèi)容與方法監(jiān)測技術設計監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析邊坡監(jiān)測實例第九章邊坡工程監(jiān)測2023/6/82中南大學測繪與國土信息工程系§1概述變形監(jiān)測與變形分析第九章邊坡工程監(jiān)測在各個建設領域如水利、能源、礦山、交通等各個部門中，出現(xiàn)了大量的大型邊坡工程，如：特大型水庫庫區(qū)邊坡的穩(wěn)定性預報、大壩的壩基的監(jiān)測、露采礦山的邊坡工程的穩(wěn)定性、江河的河岸碼頭穩(wěn)定性監(jiān)測等。2023/6/83中南大學測繪與國土信息工程系2019年8月12日遼寧丹東北部山區(qū)山體滑坡災情現(xiàn)場2023/6/84中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測目的（1）評價邊坡施工及其使用過程中邊坡的穩(wěn)定程度，并做出有關預報，為業(yè)主、施工方及監(jiān)理提供預報數(shù)據(jù)。（2）通過監(jiān)測為防治滑坡及可能的滑動和蠕動變形提供技術依據(jù)，預測和預報今后邊坡的位移、變形的發(fā)展趨勢，對巖土體的時效特性進行相關的研究。（3）對已經(jīng)發(fā)生滑動破壞的滑坡和加固處理后的滑坡進行監(jiān)測，其監(jiān)測結(jié)果是檢驗崩塌、滑坡分析評價及滑坡治理工程效果的尺度。（4）為進行有關位移反分析及數(shù)值模擬計算提供參數(shù)。第1節(jié)概述2023/6/85中南大學測繪與國土信息工程系§2監(jiān)測內(nèi)容與方法變形監(jiān)測與變形分析第九章邊坡工程監(jiān)測2023/6/86中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測對象地表變形。包括邊坡地表的二維或三維位移、危巖陡壁裂縫等；地下變形。包括邊坡地下的二維或三維位移、危巖界面裂縫等；物理參數(shù)。包括應力應變和地聲變化等；水文變化。包括河或庫水位、地下水位、孔隙水壓力、泉流量、水溫等；環(huán)境因素，包括降雨量、地溫、地震等。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/87中南大學測繪與國土信息工程系序號監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測方法監(jiān)測儀器和儀表1地表位移、裂縫前方交會法、視準線法、水準法、測距三角高程法等經(jīng)緯儀、水準儀、全站儀、自動全站儀等近景攝影測量法陸攝經(jīng)緯儀等測縫法游標卡尺、測縫儀、伸縮自記儀等GPS法GPS接收機等2地下位移、裂縫測斜法測斜儀、多點倒錘儀、傾斜計等沉降法下沉儀、收斂儀、水準儀等重錘法重錘、坐標儀、水平位錯計等測縫法三向測縫儀、位移計、伸長儀等3地聲量測法聲發(fā)射儀、地震儀等4應變應變計量測法管式應變計、位移計、滑動測微計等5地下水位水位自記儀法地下水位自記儀等孔隙水壓力壓力計量測法孔隙水壓力計等河、庫水位量測法水位標尺等泉流量量測法三角堰、量杯等6降雨量雨量計法雨量計、雨量報警器等地溫記錄儀法溫度記錄儀等地震地震儀法地震儀等邊坡工程施工監(jiān)測的內(nèi)容第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/88中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測方法我國目前的邊坡監(jiān)測方法，已由過去利用人工皮尺等簡易工具的方法過渡到儀器儀表監(jiān)測，并向自動化、高精度和遠程監(jiān)測發(fā)展。主要監(jiān)測方法有：簡易監(jiān)測法、設站監(jiān)測法、儀表監(jiān)測法、遠程監(jiān)測法等。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/89中南大學測繪與國土信息工程系簡易監(jiān)測法采用簡易工具和裝置，監(jiān)測和記錄邊坡地表的裂縫、鼓脹、沉降、坍塌以及地下水位、地溫等變化情況，同時記錄監(jiān)測的時間和監(jiān)測點的位置、變形形態(tài)等信息?！谶吰麦w關鍵裂縫處埋設騎縫式簡易監(jiān)測樁；※在房屋、擋土墻、漿砌塊石溝等建（構(gòu)）筑物的裂縫處設置玻璃條、水泥砂漿片、紙片等；※在陡坎、陡壁軟弱夾層出露處埋設簡易監(jiān)測樁，采用標尺等長度量具進行測量；※在巖石、陡壁裂縫處刻槽進行監(jiān)測。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/810中南大學測繪與國土信息工程系（a）設樁監(jiān)測（b）設片監(jiān)測（c）設尺監(jiān)測（d）刻槽監(jiān)測簡易監(jiān)測工具和裝置第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/811中南大學測繪與國土信息工程系設站監(jiān)測法在變形區(qū)外穩(wěn)定的控制點上安置監(jiān)測儀器，對邊坡體上選埋的變形監(jiān)測點進行定期監(jiān)測，獲得監(jiān)測點的變形信息。為了保證變形監(jiān)測成果的正確可靠，控制點作為監(jiān)測基準，其穩(wěn)定性應該首先得到保證，因為邊坡的監(jiān)測周期一般較長，因此應該定期地對控制網(wǎng)點進行觀測，分析和評判其穩(wěn)定狀況。地表水平位移監(jiān)測可以采用極坐標法、測角前方交會法、測邊前方交會法、邊角前方交會法、視準線法等方法。近景攝影測量法在地表水平位移監(jiān)測中也有較多的應用；GPS已經(jīng)在許多重要工程的變形監(jiān)測中得到應用第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/812中南大學測繪與國土信息工程系儀表監(jiān)測法（1）采用精密儀表監(jiān)測邊坡地表及深層的位移、沉降及傾斜、裂縫相對變化、地聲、應力應變和環(huán)境因素等。按采用的儀表可分為機械式儀表監(jiān)測法（簡稱機測法）和電子儀表監(jiān)測法（簡稱電測法），兩種方法都具有儀器便于攜帶、監(jiān)測精度高、測程可調(diào)、監(jiān)測成果直觀等優(yōu)點，適用于邊坡變形的中、長期監(jiān)測。電測法一般采用二次儀表監(jiān)測，將電子元件制作的傳感器埋設于邊坡變形部位，通過電子儀表測讀，并將電信號轉(zhuǎn)換成測讀數(shù)據(jù)。電測法技術先進，儀表靈敏度高，監(jiān)測內(nèi)容廣，但受環(huán)境的影響較大，因此，在選用電測儀表時要結(jié)合具體的監(jiān)測環(huán)境，保證監(jiān)測儀表的長期穩(wěn)定性和監(jiān)測成果的可靠性。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/813中南大學測繪與國土信息工程系地表和地下位移監(jiān)測的儀器儀表主要有：多點位移計、收斂計、測縫計、沉降儀等。地下傾斜監(jiān)測儀器主要有鉆孔傾斜儀（活動式和固定式）、傾斜計、T字形傾斜儀、桿式傾斜儀及倒垂線五種。地下應力監(jiān)測儀器主要有壓應力計和錨索錨桿測力計等。環(huán)境因素監(jiān)測儀器主要有雨量計、地下水位自記儀、孔隙水應力計、溫度記錄儀等，還有用于施工期間振動測量的測振儀器，由于儀器種類較多，一般根據(jù)實際監(jiān)測工程的需要自制或選用。儀表監(jiān)測法（2）第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/814中南大學測繪與國土信息工程系（a）多點鋼絲型（b）巖石錨桿型1-鉆孔，2-砂漿，3-巖石錨桿，4-鋼管，5-端蓋，6-黃銅塞，7-接頭，8-測微表多點位移計示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/815中南大學測繪與國土信息工程系傾斜計示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/816中南大學測繪與國土信息工程系倒垂線結(jié)構(gòu)示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/817中南大學測繪與國土信息工程系水壓計埋設示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/818中南大學測繪與國土信息工程系遠程監(jiān)測法利用電子儀表或GPS進行邊坡的變形監(jiān)測，能實現(xiàn)變形監(jiān)測的全天候和連續(xù)化，實現(xiàn)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、顯示、打印，實現(xiàn)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的自動化。遠程監(jiān)測也還存在一些問題需要研究和解決，如儀器儀表在野外惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性和保護方法、傳感器的質(zhì)量、數(shù)據(jù)通訊和傳輸?shù)姆椒捌淇煽啃?、儀器儀表的費用投入等。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2023/6/819中南大學測繪與國土信息工程系§3監(jiān)測技術設計變形監(jiān)測與變形分析第九章邊坡工程監(jiān)測2023/6/820中南大學測繪與國土信息工程系技術設計前的準備工作（1）通過個人接觸和會議等形式，與建設單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位進行溝通和協(xié)調(diào)，聽取他們對邊坡監(jiān)測的意見和要求。（2）收集與邊坡工程有關的資料，如施工區(qū)地形圖、工程地質(zhì)勘察報告、邊坡工程設計圖、邊坡變形控制指標、邊坡工程施工組織設計等，并組織監(jiān)測人員進行認真分析和研究。（3）現(xiàn)場踏勘和調(diào)查，掌握監(jiān)測區(qū)的地形和地質(zhì)特征，分析危巖可能的崩滑位置和邊坡可能的滑動方向，根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容考慮監(jiān)測點的布置和確定監(jiān)測方法等系列問題。第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/821中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測方案的優(yōu)化工作在確定監(jiān)測方法方面，應充分考慮地形、地質(zhì)條件及監(jiān)測環(huán)境，選擇相適應的監(jiān)測方法，儀器監(jiān)測和宏觀監(jiān)測相結(jié)合，人工直接監(jiān)測和自動監(jiān)測相結(jié)合。在監(jiān)測儀器使用方面，做到電子儀表和機械儀表相結(jié)合，儀表精度高、低相結(jié)合，統(tǒng)籌考慮安排。在監(jiān)測內(nèi)容方面，應根據(jù)工況與邊坡的空間形態(tài)，選擇關鍵的監(jiān)測部位，合理布置監(jiān)測網(wǎng)點；突出重點，兼顧整體；力求表部和深部相結(jié)合，幾何量和有關物理參數(shù)監(jiān)測相結(jié)合。在確定觀測精度方面，應結(jié)合邊坡工程的監(jiān)測項目、設計要求、監(jiān)測方法、監(jiān)測部位等要素，參考現(xiàn)有的有關技術規(guī)范和規(guī)程。在確定觀測周期方面，應主要根據(jù)邊坡體處于不同變形發(fā)展狀態(tài)和不同監(jiān)測手段的性質(zhì)確定或靈活調(diào)整。參數(shù)監(jiān)測相結(jié)合。第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/822中南大學測繪與國土信息工程系方法測角前方交會測邊前方交會邊角前方交會點位中誤差(mm)測角中誤差（″）交會邊長（m）交會角（?）測距中誤差（mm）交會邊長（m）交會角（?）測角中誤差（″）測距中誤差(mm)交會邊長（m）交會角（?）±3±1.0±1.8≤20030-120±2≤50070-110±1.8±2≤50040-14060-120±5±1.8±2.5≤25060-120±3≤50060-120±2.5±3≤70040-140注：要求有多余觀測。前方交會法進行滑坡、

高邊坡監(jiān)測的技術要求第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/823中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測對象監(jiān)測項目位移量中誤差（mm）備注平面高程施工期外部變形滑坡監(jiān)測±5±5相對于工作基點高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測±3~5±5相對于工作基點裂縫±3±相對于觀測線建筑物永久變形滑坡監(jiān)測±0.5~3±3相對于工作基點高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測±0.5~3±3相對于工作基點裂縫±1相對于觀測線滑坡、高邊坡變形監(jiān)測的精度第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/824中南大學測繪與國土信息工程系外部變形監(jiān)測點的選埋首先應確定邊坡體變形監(jiān)測的范圍，在該范圍中確定邊坡體的主要滑動方向，按變形范圍和主要滑動方向確定測線，再按測線選擇測點的位置。測線可以采用十字形或放射形等。十字形主要適用于變形范圍和主滑方向比較明確的邊坡；放射形主要適用于變形范圍和主滑方向不十分明確的邊坡。滑坡監(jiān)測點宜均勻地布設在滑動量較大、滑動速度較快的軸線方向和滑坡前沿區(qū)，滑坡范圍內(nèi)和范圍外較為穩(wěn)定的部位也應布設少量的監(jiān)測點。高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測點宜呈斷面形式均勻地布設在不同的高程面上。裂縫監(jiān)測點應選擇有一定代表性的位置，布設在裂縫的兩側(cè)。第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/825中南大學測繪與國土信息工程系（a）十字形布設（b）放射形布設○測站×照準點●監(jiān)測點測線布設示意圖第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/826中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測期限和頻率（1）不同的邊坡工程，由于邊坡類型、規(guī)模、所處階段以及邊坡變形速率等不同，其監(jiān)測期限和頻率不盡相同。施工階段的邊坡監(jiān)測貫穿邊坡施工的全過程，即從邊坡開挖或爆破前進行第一次監(jiān)測，直到整個邊坡結(jié)構(gòu)施工和表面處理完成，還要視變形情況適當延長，邊坡規(guī)模越大，施工時間越長，監(jiān)測期限就越長。監(jiān)測頻率受施工進度、滑坡的活躍程度及季節(jié)變化等多種因素影響；第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/827中南大學測繪與國土信息工程系巖石邊坡在施工初期及大規(guī)模爆破階段，一般以監(jiān)測爆破振動為主，該階段的監(jiān)測頻率一般結(jié)合爆破工程而定。在爆破完成后，以地表和地下位移監(jiān)測為主，初測時一般1天監(jiān)測1次或2天監(jiān)測1次；施工階段3~7天監(jiān)測1次；運營階段，當變形及變形速率在控制的允許范圍之內(nèi)時，一般以每一個水文年為一周期，雨季可半個月或1個月監(jiān)測1次，旱季可2個月左右監(jiān)測1次；對于變形量增大和變形速率加快的邊坡，或遇到暴雨、地震、解凍等情況時，應加大監(jiān)測頻率，必要時1天監(jiān)測1次。監(jiān)測期限和頻率（2）第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/828中南大學測繪與國土信息工程系預警值和報警制度預警值的確定原則上是參照現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定值、設計預估值和經(jīng)驗類比值，從變形總量和變形速率兩方面加以控制，但現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定值很少。報警可以采用在監(jiān)測報表上做報警記號、口頭報警、書面報告報警相結(jié)合的形式。每次監(jiān)測時，密切觀察滑前出現(xiàn)的征兆，監(jiān)測后應及時整理有關數(shù)據(jù)，繪制監(jiān)測點的滑動曲線，當發(fā)現(xiàn)變形異常時，應結(jié)合其它監(jiān)測資料進行綜合分析，必要時及時報警。第3節(jié)監(jiān)測技術設計2023/6/829中南大學測繪與國土信息工程系§4監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析變形監(jiān)測與變形分析第九章邊坡工程監(jiān)測2023/6/830中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測數(shù)據(jù)整理（1）邊坡工程監(jiān)測內(nèi)容較多，監(jiān)測前應根據(jù)不同的監(jiān)測內(nèi)容，設計各種不同的外業(yè)記錄表格；記錄表格的設計以記錄和數(shù)據(jù)處理的方便為原則；監(jiān)測人員應在表格中記錄監(jiān)測中出現(xiàn)的或觀察到的異常情況；為表明原始成果的真實性，記錄表格中的原始數(shù)據(jù)不得隨意更改，必須更改時，應加以說明。第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2023/6/831中南大學測繪與國土信息工程系外業(yè)觀測完成后，應及時分類整理和檢查外業(yè)觀測資料，進行觀測值的平均值等有關計算。外業(yè)觀測成果應盡快進行計算處理，求得未知數(shù)的最或是值及其變形量、變形速率等，編制監(jiān)測日報表或當期的監(jiān)測技術報告，并盡快提交有關部門。日報表中不但要體現(xiàn)當期的監(jiān)測結(jié)果，還要體現(xiàn)當期與以往相關成果的關系，方便其他單位或人員更直觀地理解和把握。監(jiān)測數(shù)據(jù)整理（2）第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2023/6/832中南大學測繪與國土信息工程系首期觀測時間：..

上期觀測時間：..

本期觀測時間：..測點部位X方向Y方向備注樁號馬道本次位移（mm）位移速率（mm/d）累積位移（mm）本次位移（mm）位移速率（mm/d）累積位移（mm）TP/B1GP44+786122TP/B2GP44+836122注：1.本次位移=上期坐標-本期坐標；位移速率=本次位移/間隔天數(shù)；累積位移=首期坐標-本期坐標。2.位移X方向向下游為“+”，Y方向向臨時船閘中心方向為“+”。3.位移速率預警值為mm/d，累積位移為mm，“紅色”表示超過預警值。邊坡表層水平位移監(jiān)測報表第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2023/6/833中南大學測繪與國土信息工程系地表位移矢量圖第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2023/6/834中南大學測繪與國土信息工程系總結(jié)報告內(nèi)容（1）工程概況；（2）監(jiān)測內(nèi)容和控制指標；（3）監(jiān)測點布置與埋設方法；（4）監(jiān)測儀器儀表、監(jiān)測方法；（5）數(shù)據(jù)處理方法、監(jiān)測精度；（6）監(jiān)測周期與頻率；（7）各項監(jiān)測成果匯總表；（8）結(jié)合各項監(jiān)測結(jié)果和有關圖件進行變形分析；（9）結(jié)論與建議。第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2023/6/835中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測結(jié)果分析總結(jié)階段性的累積位移、平均位移速率，指出超過累積位移和位移速率預警值的監(jiān)測點點名、部位和時段；繪制位移矢量圖和位移隨時間、深度、水位等的變化曲線，根據(jù)位移矢量圖描述累積位移的方向，根據(jù)變化曲線描述位移的變化過程和變化趨勢；描述位移與影響因素之間的關系，總結(jié)出一定的特點和規(guī)律，得出一定的結(jié)論，提出一些對施工具有一定指導意義的建議和意見。結(jié)合監(jiān)測資料進行有關反分析和對數(shù)值計算方法進行驗證；建立回歸分析模型或其它數(shù)學模型對變形進行超前預報。

第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2023/6/836中南大學測繪與國土信息工程系§5邊坡監(jiān)測實例變形監(jiān)測與變形分析第九章邊坡工程監(jiān)測2023/6/837中南大學測繪與國土信息工程系工程概況（1）某大型水利樞紐工程由大壩、水電站和通航建筑物等組成，具有防洪、發(fā)電和航運等綜合功能。大壩為混凝土重力壩，發(fā)電廠房安裝有多臺水輪發(fā)電機組，通航建筑主要為永久船閘、升船機及臨時船閘。永久船閘為雙線連續(xù)五級船閘，可通行萬噸級船隊，升船機及臨時船閘為單線一級垂直升船機和船閘，可通行3000噸級輪船。

第5節(jié)邊坡監(jiān)測實例2023/6/838中南大學測繪與國土信息工程系升船機及臨時船閘兩側(cè)為人工開挖的高邊坡，高邊坡為花崗斑巖，在高邊坡的臨空面上有眾多的楔形體，這些楔形體的穩(wěn)定性取決于相應結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀，不利結(jié)構(gòu)面的組合所形成的楔形體是邊坡局部失穩(wěn)的一大隱患。升船機北側(cè)最大開挖邊坡高140m，臨時船閘南側(cè)最大開挖邊坡高86m，其邊坡規(guī)模是少見的。對于這種深開挖和大面積卸荷的人工巖石高邊坡，其穩(wěn)定性是所有相關工程技術人員關心的重點問題。工程概況（2）第5節(jié)邊坡監(jiān)測實例2023/6/839中南大學測繪與國土信息工程系監(jiān)測內(nèi)容表層巖體水平位移和垂直位移；深層水平位移和垂直位移；馬道上出露的斷層和裂縫；邊坡裂縫淺水位和地下水位；錨桿應力；邊坡松弛范圍等。

第5節(jié)邊坡監(jiān)測實例2023/6/8