邊坡變形監(jiān)測對邊坡穩(wěn)定性的判斷、防災救災對策的制定具有重要價值。邊坡地面變形監(jiān)測方法有:簡易觀測法、設站觀測法、儀表觀測法以及遠程觀測法;邊坡地下變形監(jiān)測方法有:測斜法、應變測量法、重錘法、時間域反射技術以及微震監(jiān)測技術。
邊坡按其成因可分為自然邊坡和人工邊坡,按介質成份可分為土質邊坡和巖質邊坡。對于不同的邊坡工程,其成因、組成成份各不相同,地質構造和地應力的分布更是千差萬別,這樣就決定了邊坡監(jiān)測是一個復雜的系統(tǒng)工程,它不僅跟監(jiān)測手段的高低與儀器設備的優(yōu)劣息息相關,也與監(jiān)測技術人員對巖土體介質的了解程度和工程情況的掌握程度密不可分。因而對邊坡進行監(jiān)測時,應在充分了解工程地質背景的基礎上,選擇相應的方法和手段。
邊坡變形規(guī)律
從邊坡變形的角度來劃分,邊坡的狀態(tài)可分為初始蠕變、穩(wěn)定蠕變和加速蠕變?nèi)齻€階段。初始變形階段,變形速率小,變形趨勢不明顯,一般在該階段不一定發(fā)生破壞的征兆,監(jiān)測系統(tǒng)的設計要求精度較高,側重于長期監(jiān)測。穩(wěn)定蠕變階段,邊坡變形發(fā)展加快,有時變形宏觀可見,坡面或坡頂可能出現(xiàn)張裂縫,坡腳也有可能出現(xiàn)剪切裂縫。此階段位移量開始增大,監(jiān)測系統(tǒng)設計要求測試敏感部位,量程和精度均要考慮。加速蠕變階段,邊坡變形速率大,變形趨勢明顯,監(jiān)測系統(tǒng)設計對監(jiān)測儀器的要求可適當降低,側重于短期監(jiān)測。
邊坡變形的監(jiān)測內(nèi)容包括:地面大地變形、地表裂縫、地下深部變形及支護結構的變形,具體的內(nèi)容選擇應根據(jù)邊坡的等級、地質條件、加固結構特點等綜合考慮。
邊坡地表變形監(jiān)測方法
簡易觀測法
簡易觀測法是通過人工觀測邊坡中坍塌、沉降、地面鼓脹、地表裂縫等現(xiàn)象,適用于監(jiān)測發(fā)生病害的邊坡,定期對崩坍、滑坡等宏觀變形跡象進行觀測,能夠從宏觀上掌握變形動態(tài)及其發(fā)展趨勢。簡易觀測法結合其它方法的監(jiān)測結果,可以大致判定邊坡所處的變形階段并預測短時期內(nèi)坡體的滑動趨勢。簡易觀測法雖然操作簡單,但對于變形速率較大的邊坡仍然是十分有效的監(jiān)測方法。
設站觀測法
設站觀測法是在邊坡上設立變形觀測點,在變形區(qū)影響范圍之外穩(wěn)定地點設置固定觀測站,使用測量儀器定期測量變形區(qū)內(nèi)網(wǎng)點的三維位移變化的一種監(jiān)測方法。設站觀測法包括近景攝影測量、大地測量及GPS測量等。
儀表觀測法
儀表觀測法是利用精密儀表對邊坡地表位移進行監(jiān)測,可分為電子儀表觀測法和機械式儀表觀測法兩類。儀表觀測法能夠避免惡劣環(huán)境損害測試儀表,具有儀器易于攜帶、測量精度高等特點,觀測成果資料可靠度高,可用于邊坡變形的中、長期監(jiān)測。
電測法常采用二次儀表觀測,將由電子元件制成的傳感器埋設于邊坡可能會變形的部位,通過電子儀表接受信號讀數(shù)。該方法技術比較先進,監(jiān)測內(nèi)容比機械式儀表觀測法豐富,儀表靈敏度也更高,但其原理、結構較復雜。
遠程自動化監(jiān)測法
隨著計算機技術及電子技術及的快速發(fā)展,各種先進的自動遙控監(jiān)測系統(tǒng)紛紛亮相,使得邊坡監(jiān)測尤其是邊坡滑坡、崩塌的自動化連續(xù)遙測成為可能,遠距離無線傳輸是該方法最基本的特點。該方法能實現(xiàn)連續(xù)觀測、自動采集、存儲、打印和顯示觀測數(shù)據(jù),是邊坡崩塌、滑坡監(jiān)測的發(fā)展方向。
儀器設備的可靠性和長期穩(wěn)定性是遠程自動化系統(tǒng)成敗的關鍵。目前,遠程自動化監(jiān)測設計主要針對人工邊坡實施,自然邊坡由于儀器設備必須長期在惡劣的野外環(huán)境工作,以及人為毀壞等影響因素,其可靠度和穩(wěn)定性尚難以滿足監(jiān)測要求。
邊坡地下變形監(jiān)測方法
邊坡地面變形監(jiān)測是監(jiān)測邊坡整體變形的重要方法,地面位移監(jiān)測具有范圍大、精度高等特點,但邊坡坡面變形無法確定邊坡滑動深度,不能了解邊坡巖土體內(nèi)部變形,需要利用地下變形監(jiān)測技術和手段才能確定。地下變形監(jiān)測方法有:測斜法、應變測量法、重錘法和時間域反射技術等。