位移监测在边坡工程中的应用

对边坡工程监测进行了介绍,实例分析表明,将位移监测资料与边坡变形破坏现象结合起来,能准确地判定边坡的变形阶段,评价和预测边坡施工及其使用过程中边坡的稳定状况,同时为调整设计方案提供重要的参考信息。     

边坡变形预测的灰色理论研究与应用

根据边坡位移监测信息，应用灰色系统的原理和方法，对边坡的变形发展变化进行预测是一种有效手段。但在阶段变化因素作为岩土体边坡变形影响主因时，由于监测时段与影响主因的阶段性不一致，监测数据序列不能正确反映边坡变形规律，致使边坡预测变形结果出现强度偏差；为此，提出以控制因素变化的阶段性来划分时间数据序列，建立阶段时间序列灰色预测模型，对边坡的发展变化情况进行预测。研究结果表明，采用该方法预测变形值与边坡实际发展变化一致，提高了时间序列灰色预测的准确性。     

锦屏一级水电站左岸边坡稳定综合预报研究

 在总结国内外有关滑(边)坡预测预报成果的基础上,对其适用性及使用条件进行深入研究。针对锦屏一级水电站左岸高边坡的边坡类型、边坡特征、变形特点和变形机制,在监测成果的基础上,对其进行综合预报,空间上判断左岸拱肩边坡由断层F5,f42–9、深部裂缝SL44–1及煌斑岩脉X互相组合,形成可能边坡失稳块体的边界条件、楔型体滑移失稳模式;时间上采用统计模型及非线性模型多种方法联合预报,根据边坡变形时序曲线的形态及变形速率指出：边坡目前处在缓慢蠕动至匀速变形阶段,变形速率小于0.05 mm/d。设计出适合锦屏一级水电站边坡的综合预测预报模型,初步给定边坡4项预警临界值,为边坡开挖工作的顺利开展提供科学的依据。     

边坡变形的多因素时变预测模型

在深入分析边坡变形的影响因素及因子模式的基础上，通过融合回归分析和递推模型的优点，结合边坡位移时间序列实测资料，建立了边坡变形的多因素回归时变预测模型，并考虑了降雨和温度变化的影响。通过模型的预测值与实测数据的对比分析，可以监控边坡的变形和稳定性。工程实例表明，该方法具有预测精度较高且实时性强等特点，有较大的应用价值。     

人工边坡与山坡复合体变形的预测

边坡变形与破坏是一个复杂的过程,其影响因素众多、且具有不确定性,一般很难用确定的函数式来预测。在丘陵地区进行人工边坡开挖,地面变形对环境的破坏非常大,从而严重地影响到周边环境安全。本文应用灰色预测模型对人工开挖边坡与山坡复合体的移动与变形发展趋势进行预测与分析,以便为后续开挖与环境安全服务。     

蠕滑型边坡动态稳定性系数实时监测及其位移预警判据研究

 滑坡的蠕滑位移过程本质上就是滑坡岩土体的损伤变形演化过程。因此,在系统分析蠕滑型边坡不同蠕滑变形阶段的变形演化特征与损伤破坏机制基础上,运用损伤力学基本原理,探索和揭示边坡蠕滑变形与其稳定性系数的相互内在联系,确定边坡的蠕滑位移与其坡体损伤变量及其稳定性系数的定量关系,并依此建立基于边坡蠕滑位移参数确定其动态稳定性系数的方法;同时,依据位移–时序曲线切线角速率和加速率参数变化规律,研究和确定基于安全系数的边坡稳定性位移监测预警判据 和边坡安全稳定预警时间 。最后,以典型鸡鸣寺滑坡为例,运用蠕滑型边坡动态稳定性系数与位移监测预警判据,对该滑坡的稳定性演化过程进行后验分析与评价,并同时与斋藤迪孝法预测结果进行对比,其分析评价结果与该滑坡实际稳定演化规律基本吻合,表明所提出和确定的有关位移监测预警判据参数,在蠕滑型边坡的稳定性评价与预测中具有一定的实用性和有效性。     

露天矿边坡及地表变形综合整治总体设计有限元计算

本文采用弹脆塑性有限元分析计算预测抚顺西露天矿边坡工程中的边坡岩体变形并模拟其治理措施。采用参数辨识的手段,结合弹脆塑性有限元分析程序,对边坡岩体的材料性能参数进行位移反分析,较准确地得到实际边坡结构的等效材料参数值。对１９８７年９月至１９９０年末期间开采过程的数值模拟再现了由于露天开采引起边坡与地表变形急剧增加的过程,对产生的原因给出了具有说服力的分析与论证。在此基础上,对边坡与地表在进一步的开采影响下可能产生的变形作了预测计算,并模拟了边坡整治措施对地表变形的影响。     

露天边坡与山坡复合体变形随机介质预测方法的研究

露天边坡岩体工程开挖 ,将使周边岩体产生移动和变形 ,从而严重地威胁着边坡本身及周边环境的安全。应用随机介质理论方法建立了岩体开挖量对变形影响大小的预测模型 ;并依据实例对移动参数进行了回归分析 ,然后 ,对后续开挖将产生的变形值大小进行预测 ,为安全生产提供决策依据     

数据突变下隧道洞口边坡变形灰色预测研究

根据边坡位移监测信息,应用灰色系统的原理和方法,对边坡的变形发展变化进行预测是一种有效手段.但边坡变形受到某些外界因素的影响发生突变时,监测数据序列不能正确反映边坡变形规律,致使边坡变形预测结果出现强度偏差.因此,提出数据突变预处理方法,并结合四车道扁平特大断面隧道洞口边坡变形现场监测数据,建立数据突变下的时间序列灰色预测模型,对边坡的发展变化情况进行预测.研究结果表明:基于数据突变预处理方法的时间序列灰色预测变形值与边坡实际发展变化一致,提高了时闻序列灰色预测的准确性.     

边坡开挖期实测位移的分解与合成预测

边坡受开挖影响，原有平衡状态被打破，其状态及安全性的掌握十分重要，变形的监测分析在其中起着重要作用。而分期开挖使变形在开挖和非开挖阶段呈现出明显不同的规律，为预先知道分期开挖时边坡变形大小，在考虑变形组成成分的前提下，提出了利用原始监测值，采用数学监测模型将实测变形中的蠕变变形和开挖瞬时变形加以分离的方法，结合开挖因素建立瞬时变形和开挖的关系模型，依照蠕变规律建立蠕变发展模型，可以根据需要对后期开挖变形大小加以预测。给出了具体实施的步骤，并以实例对可行性予以证明，为分期开挖变形预测提供了实用方案。     

偏最小二乘回归在边坡工程安全监测中的应用

偏最小二乘回归法利用了成分提取的工作思路,在变量系统中选取若干对系统具有最佳解释能力的新综合变量,而非直接考虑因变量与自变量进行回归建模,因而能有效地解决自变量之间具有多重相关性的问题。应用该法针对边坡工程安全监测变量及其影响因子间的复杂相关性进行研究。通过对锦屏一级水电站左岸边坡深部变形的实测资料的建模分析表明,偏最小二乘回归法适用于对复杂相关的因子进行建模,通过交叉有效性检验确保模型的精度,同时对引起边坡变形的影响因子的重要程度进行排序,因而在边坡工程安全监测资料的统计分析方向具有广阔的应用前景。     

李家峡拱坝左岸高边坡岩体变位与安全性态分析

实际工程中常遇到山体单薄,地质构造发育,表层岩体卸荷松弛,甚至蠕变或滑移等高边坡安全稳定性问题,因而加强对此类高边坡岩体的变位监测并对实测数据进行及时的处理与分析,对于确保工程安全具有十分重要的意义.据此,以李家峡拱坝左岸高边坡为例,探讨如何通过岩体变位监测资料来全面分析和评价高边坡安全稳定性.在对水库初次蓄水以来的谷幅位移和左岸高边坡岩体变位监测资料进行时空定性分析和变形疑点物理成因分析的基础上,应用最小二乘法建立了岩体变位各测点的逐步回归模型,并以其对测值年变幅的拟合与分离结果,定量分析水压、温度、时效等因子对高边坡变位的影响效应.研究结果表明:(1)在库水位逐步抬升至正常蓄水位的过程中,李家峡左岸高边坡岩体主要产生朝河心方向的下滑变位,但位移量相对较小;(2)库水位在2002年1月趋于相对稳定后,高边坡岩体变位逐步趋于收敛并保持稳定,目前其安全性态基本正常;(3)由于局部岩体 仍存在轻微下滑趋势,建议加强对这些部位的监测.     

大型复杂岩质高边坡安全监测与分析

 岩石高边坡稳定性是水电站建设能否顺利进行的关键问题之一。锦屏一级水电站左岸开挖高边坡地应力高、断层裂隙发育、岩体卸荷深度大,地质条件十分复杂,边坡在施工期和运行期的稳定性问题特别突出。介绍左岸边坡的监测布置,并对岩体表面变形趋势、空间分布形态、变形与开挖的关系进行分析,对多点位移计变形大小、岩体变形与结构面的关系进行探讨,对平洞石墨杆收敛计变形、谷幅平距观测、锚索荷载和抗剪洞变形等监测结果进行综合分析,得到边坡岩体的变形规律。研究结果表明,锦屏一级水电站左岸边坡岩体受开挖影响的范围较大,超过80 m,边坡岩体卸荷松弛变形量级较大,边坡岩体应力释放与转移过程较长,边坡达到完全稳定需要的时间较长。该工程的监测成果可供其他类似工程参考和借鉴。     

复杂岩质高边坡工程安全监测三维可视化分析

应用自主研发的岩石边坡工程安全监测三维可视化分析系统(SlopeMoni3D),以锦屏一级水电站左岸高边坡工程为例,建立安全监测分布式分析平台,对边坡安全监测系统与赋存地质条件进行虚拟现实可视化分析。以三维云图的可视化形式对安全监测获得的左岸边坡开挖区域浅表、深部变形发展趋势及锚索测力计锚固力在相同时段变化量的空间分布进行综合分析,完成边坡整体稳定性和变形趋势的分析评估。分析结果表明:(1)以虚拟现实可视化方式解析复杂岩质边坡工程区域地质条件,可直观表达各监测项目测点布置与地质结构的相互关系,便于监测成果与地质条件和施工信息的综合分析;(2)借助三维可视化分析平台所提供的监测数据管理和监测数据场三维云图绘制等功能,可直观比较相同监测时间段不同监测项目所获得监测物理量的三维云图分布,便于从地质、施工等方面综合分析边坡各区域的变形趋势和稳定状态。     

边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法

实现监测物理量空间数据场的三维实时动态可视化表达,是边坡工程安全监测三维可视化在线分析的关键。空间数据场三维可视化最直观的表达形式是三维云图,其绘制方法包括面绘制和体绘制,而体绘制方法是实现三维数据场实时动态云图绘制的首选方法。鉴于X3D灵活的场景交互和丰富的三维几何造型节点,通过生成用于监测数据场三维云图显示的几何载体TEN模型,在提取监测点坐标并形成监测数据场的基础上,应用空间插值算法得到TEN网格节点的监测物理量数值,并按照特定颜色表映射到网格节点的颜色域值,提出基于X3D技术的空间数据场三维云图体绘制方法。以某水电站坝肩边坡和某水电站谷肩堆积体为例,应用该方法实现边坡和堆积体监测数据场三维分布云图的实时动态可视化显示,直观地揭示监测对象的变形趋势和可能的变形破坏模式,为该方法在水利水电和岩土工程的边坡及地下工程安全监测领域的应用提供参考。     

基于光纤监测的边坡应变场可视化系统研究

近年来分布式光纤传感技术已成为土工测试领域的一股新生力量,在岩土体尤其是边坡的变形监测中发挥了日益重要的作用。基于该技术构建的边坡智能监测系统能捕捉坡表和坡体内部应变场的时空分布特征。由于光纤监测可获取海量数据,如何对其进行高效的提取、处理和挖掘是该技术应用中的瓶颈。基于MATLAB开发的边坡应变场可视化系统通过用户界面实现了对海量光纤监测数据的识别、去噪、预测分析和可视化展示,并具有边坡稳定状态诊断及预警的功能。在一组室内边坡模型试验中,采用该系统成功实现了边坡应变场监测数据的可视化,并对边坡稳定性相关的预警阈值进行了回归分析,体现了其处理数据方便、快捷、高效、直观等特点。该系统未来将在现场边坡的监测和滑坡预警预报中发挥重要的作用。     

降雨蒸发条件下膨胀土边坡的变形特征研究

在典型膨胀土广泛分布的广西南宁地区建立缓坡、陡坡与坡面种草3种类型膨胀土边坡的原位监测系统,采用6参数小型气象站、测斜管和沉降板,跟踪测试边坡变形随气候变化的演化规律,揭示在降雨蒸发下膨胀土边坡的变形特征。认为降雨是导致膨胀土边坡变形最直接的气候因素,而蒸发效应是边坡变形破坏的重要前提之一;蒸发效应所产生的土体裂隙,使得吸湿条件下原位双环渗透试验获得的膨胀土水力特性具有与传统的非饱和土力学中的定义有相反的趋势,这也是膨胀土边坡在降雨入渗时发生变形乃至破坏的内在机制之一;通过对现场试验数据的拟合,建立了符合膨胀土边坡变形的经验性预测模型,其中边坡变形与土表净入渗量呈二次函数关系。     

公路高边坡稳定性评价及支护优化设计

 公路高边坡具有数量多、地质条件复杂及施工速度快等特点,施工期变形破坏事例频发。基于这一现状,依托皖南山区汤屯高速公路,提出一套操作性强的公路高边坡优化设计研究方法。通过“高边坡普查→提出优化设计分区建议→筛选重点边坡→重点边坡优化研究”的工作思路,形成优化设计研究成果,由业主、设计、施工等单位将科研成果快速应用于高边坡施工。将变形理论与强度理论相结合,形成基于地质过程原理的重点高边坡稳定性评价和灾害控制方法,通过边坡变形稳定性分析,判断边坡变形破坏模式及发展过程;结合施工及监测反馈信息,分析目前所处阶段、潜在滑动面位置等。然后,利用强度稳定性分析方法得出边坡治理设计所需数据,进行优化设计,再采用变形理论结合施工和监测反馈信息验证支护效果,进一步优化设计,确定最终方案。实践结果表明,这套方法保证了公路高边坡的快速施工和正常运营。     

白鹤滩水电站左岸边坡岩石损伤变形反馈分析

为研究白鹤滩水电站左岸边坡岩石微破裂损伤状态下的宏观变形,基于现场微震监测数据以及宏观变形资料,运用震源半径表征岩石破裂尺度,采用考虑岩石破裂尺度的损伤本构关系,通过将岩石微破裂信息导入左岸边坡准三维数值模型,再现开挖工况左岸坝肩岩体卸荷变形过程,建立微震损伤与边坡宏观变形的定量联系。反馈分析结果表明:边坡岩体开挖工况下考虑微震损伤模型较未考虑微震损伤变形特征更接近于实际位移测值。考虑微震损伤效应的反馈分析方法作为一种初步的探索性工作,可为高陡边坡稳定性研究提供新思路。