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监测方法及仪器

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:对实际工程,应根据边坡具体情况,选择不同的监测项目和监测方法。测量的点位误差、水准测量的每千米中误差,均应满足规范规定。监测的内容包括裂缝的拉开速度和两端扩展情况。它是测量垂直钻孔内测点相对于孔底的位移。由于它是自孔底向上逐点连续测量的,因此,任意两点之间斜率变化累积反映了这两点之间的相互水平变位。图8.3钻孔倾斜仪的结构图8.4钻孔倾斜仪典型曲线

监测方法及仪器

边坡监测项目一般包括地表位移监测、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、孔隙水压力监测及边坡地应力监测等。不同的监测项目有不同的监测方法。对实际工程,应根据边坡具体情况,选择不同的监测项目和监测方法。

1)地表位移监测

地表位移监测是在稳定的地段设置标准(基准点),在被测量的地段上设置若干个监测点(观测标桩)或有传感器的监测点,用仪器定期监测测点和基准点的位移变化或用无线边坡监测系统进行监测,从而判断边坡所处的状态。

地表位移监测仪器通常有两类:一是精度较高的大地测量仪器,如经纬仪水准仪全站仪、红外仪及GPS等,这类仪器只能定期的监测地表位移,不能连续监测地表位移变化;二是专门用于边坡变形监测的设备,如裂缝计、钢带和标桩、地表位移伸长计及全自动无线边坡监测系统等。

地表位移监测测量的内容包括边坡体水平位移与垂直位移以及变化速率。测量的点位误差、水准测量的每千米中误差,均应满足规范规定。

边坡地表变形观测通常可采用十字交叉网法(见图8.1(a)),适用于滑体小、窄而长、滑动主轴位置明显的边坡;放射状网法(见图8.1(b)),适用于较开阔、范围不大、在边坡两侧或上下方有突出的山包,能使测站通视全网的地形;任意观测网法(见图8.1(c)),适用于地形复杂的大型边坡。

图8.1 边坡表面位移观测网

2)边坡表面裂缝量测

边坡表面张性裂缝的出现和发展,往往是边坡岩土体即将失稳破坏的前兆信号。因此,这种裂缝一旦出现,必须对其进行监测。监测的内容包括裂缝的拉开速度和两端扩展情况。如果速度突然增大或裂缝外侧岩土体出现显著的垂直下降位移或转动,预示着边坡即将失稳破坏。

地表裂缝位错监测可采用伸缩仪、位错计或千分卡直接量测。测量精度为0.1~1.0 mm。对规模小、性质简单的边坡,在裂缝两侧设桩(见图8.2(a)),设固定标尺(见图8.2(b)),或在建筑物裂缝两侧贴片(见图8.2(c))等方法,均可直接量测位移量。

图8.2 裂缝观测示意图(www.xing528.com)

对边坡位移的观测资料应及时进行整理和核对,并绘制边坡观测桩的升降高程、平面位移矢量图,作为分析的基本资料。从位移资料的分析和整理中,可以判别或确定出边坡体上的局部移动、滑带变形、滑动周界等,并预测边坡的稳定性。

3)边坡深部位移量测

边坡岩土体内部位移监测手段较多。目前,国内使用较多的主要为钻孔引伸仪和钻孔倾斜仪两大类。

(1)钻孔引伸仪

钻孔引伸仪(或钻孔多点伸长计)是一种传统的测定岩土体沿钻孔轴向移动的装置。它适用于位移较大的滑体监测。例如,武汉岩土力学所研制的WRM-3型多点伸长计,这种仪器性能较稳定,价格便宜,但钻孔太深时不好安装,且孔内安装较复杂;其最大的缺点就是不能准确地确定滑动面的位置。

(2)钻孔倾斜仪

钻孔倾斜仪运用到边坡工程中的时间不长。它是测量垂直钻孔内测点相对于孔底的位移(钻孔径向)。观测仪器一般稳定可靠,测量深度可达百米,且能连续测出钻孔不同深度的相对位移的大小和方向。因此,这类仪器是观测岩土体深部位移、确定潜在滑动面和研究边坡变形规律较理想的手段。目前,在边坡深部位移量测中得到广泛采用。例如,大冶铁矿边坡、长江新滩滑坡、黄蜡石滑坡、链子崖岩体破坏等均运用了此类仪器进行岩土深层位移观测。

钻孔倾斜仪由测量探头、传输电缆、读数仪及测量导管四大部件组成。其结构如图8.3所示。其工作原理是:利用仪器探头内的伺服加速度测量埋设于岩土体内的导管沿孔深的斜率变化。由于它是自孔底向上逐点连续测量的,因此,任意两点之间斜率变化累积反映了这两点之间的相互水平变位。通过定期重复测量,可提供岩土体变形的大小和方向。根据位移-深度关系曲线随时间的变化,可很容易地找出滑动面的位置,同时对滑移的位移大小及速率进行估计。如图8.4所示为一个典型的钻孔倾斜仪成果曲线。可知,在深度10.0 m处变形加剧,可断定该处就是滑动控制面。

钻孔倾斜仪测量成功与否,在很大程度上取决于导管的安装质量。导管的安装包括钻孔的形成、导管的吊装以及回填灌浆。

图8.3 钻孔倾斜仪的结构

图8.4 钻孔倾斜仪典型曲线

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