基于北斗定位高边坡监测系统解决方案

基于北斗定位高边坡监测系统解决方案

边坡稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响,一直是岩土工程界关注的焦点问题。 随着国民经济的快速发展,人类的工程活动必然越来越频繁,规模也越来越大。同时,由于工程场地的可选余地正在减少,工程设计在一定程度上将面临更加复杂的地质条件。 因此,在进行边坡设计时需要更多的考虑边坡的地质条件对其稳定性的影响及其变化趋势。

长期以来,工程地质界、岩土力学界对边坡稳定性进行了大量的研究工作,但至今仍难以找到准确评价的理论和方法。比较有效地处理这类问题的方法,就是理论分析、专家群体经验知识和监测控制系统相结合的综合集成的理论和方法。可见边坡监测与反馈分析是边坡工程中的一个重要环节。同时,为了使监测与反馈符合岩土工程动态优化设计和信息化施工的要求,需要建立监测信息快速反馈分析技术。

边坡监测的目的以及方法

1.为边坡设计提供必要的岩土工程和水文地质等技术资料；

2.获得更充分的地质资料和边坡实时动态,从而判断可疑边坡的不稳定区域；

3.确定不稳定边坡的滑落模式、方向和速度,掌握边坡发展变化规律,为采取必要的防护措施提供重要的依据；

4.通过对边坡加固工程的监测,评价治理措施的质量和效果；

5.为边坡的稳定性分析提供重要依据；

监测信息分析是边坡监测的一个重要环节。通常先根据现场情况对监测数据作初步分析,即现场考察仪器是否正常、测点是否损坏、测值有无人为错误等,目的是剔除已被证明为不可靠的测值和对边坡稳定状况作初步判断。 监测数据集中后,可用多种分析方法进行分析,目的是研究监测信息反映的边坡状况。常规的分析方法主要用于位移信息的分析研究。

a. 位移-时间曲线分析法是常规分析法,具有直观、快捷的优点,在分析中注意曲线形态和曲线是否收敛。

b. 回归分析法用于研究位移变化规律,预测以后的位移变化。曲线通常分指数型、对数型和双曲线型等。

c. 时间序列分析法用于处理与时间有关的离散有序数列,以预测位移。

d. 灰色系统分析法灰色理论将随机变量看作一定范围内变化的灰色量,它的基本思想是把无规则的原始数据序列进行累加,生成有规律数据序列,然后进行建模预测。 以GM( m , n) 模型为基础,对监测对象进行预测。

e. 综合损害度分析法边坡在开挖、降雨及地震等不利情况下,有可能受到损害,即强度减弱、稳定性降低,其损害程度将因部位和时刻的不同而不同。 因此,可根据位移量测值对损害度作出评价,为加固设计服务。

f . 综合加固度分析法当边坡进行削坡、排水和加固时,稳定性将提高,因为位移曲线的变化是岩体加固的综合反映,所以用综合加固度来评价加固效果,并分析下一步的加固方向。

g. 位移时空综合分析法由于大型边坡范围大、测点多,对不同部位的测点在同一时间的位移测值分布规律及不同时间空间位移变化的分析较全面,这有利于边坡整体变形破坏规律的研究。

h. 位移反分析法根据实测的开挖前后的位移值反演岩体力学参数,提高岩体力学参数的准确程度。

边坡监测的内容有哪些？

1.地表大地变形监测、地表裂缝位错监测、地面倾斜监测、裂缝多点位移监测、边坡深部位移监测、地下水监测、孔隙水压力监测、边坡地应力监测等。边坡监测的项目；

2.变形监测 地表大地变形、地表裂缝位错、边坡深部位移、支护结构变形 边坡表面、裂缝、滑带、支护结构顶部 经纬仪、全站仪、GPS、伸缩仪、位错仪、钻孔倾斜仪、多点位移计、应变仪等；

3.应力监测 边坡地应力、锚杆(索)应力、支护结构应力 边坡内部、外锚头、锚杆主筋、结构应力最大处 压力传感器、锚索测力计、压力盒、钢筋计等；

4.地下水监测 孔隙水压力、扬压力、动水压力、地下水水质、地下水、渗水与降雨关系以及降雨、洪水与时间关系 出水点、钻孔、滑体与滑面 孔隙水压力仪、抽水试验、水化学分析等；

基于北斗边坡监测系统

1、表面位移监测系统

本系统采用GNSS自动化监测方式对表面位移进行实时自动化监测，其工作原理为：各GNSS监测点与参考点接收机实时接收GNSS信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，控制中心服务器GNSS北斗数据处理软件TJ-Cloud实时差分解算出各监测点三维坐标，数据分析软件获取各监测点实时三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量，同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。

系统优势：

GNSS表面位移监测的误差水平为±2mm+1ppm，高程方向为±4mm+1ppm。

表面三维位移量是通过GNSS自动化监测，主要建立在滑坡表面变形明显的部位，通过监测滑坡表层的三维位移量，分析、判断滑坡的变形特征、变幅、滑动方向、滑动速率、稳定性及其发展趋势，并且对于简易监测而言该方法精度高，能反映出简易监测反映不了的变形迹象。

2、深部位移监测系统

深部位移监测断面的布置应视尾矿库的等别、坝的结构型式和施工方法以及地质地形等情况而定，宜布置在最大坝高断面及其它特征断面(原河床、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等)上，可设1～3个断面。每个监测断面上可布设1～3条监测垂线，其中一条宜布设在坝轴线附近。监测垂线的布置应尽量形成纵向监测断面。监测垂线上测点的间距，应根据坝高、结构形式、坝料特性及施工方法与质量等而定，一般2～10m。每条监测垂线上宜布置3～15个测点。最下一个测点应置于坝基表面，以兼测坝基的沉降量。有条件时，可参照上述要求布设内部竖向位移监测。

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