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边坡变形监测方法探析

发布时间：2022-11-22T08:21:14.579Z来源：《中国建设信息化》2022年8月14期作者：凌庆平
[导读]我国国土幅员辽阔，铁路、公路建设不可避免会遇到复杂多样的地质环境

凌庆平
江门市勘测院有限公司广东省江门市529099
摘要：我国国土幅员辽阔，铁路、公路建设不可避免会遇到复杂多样的地质环境，会面临多种地质灾害风险。高边坡的变形与破坏直接
威胁着公路、铁路交通运输安全。为及时发现并预测边坡发生滑坡等地质灾害，防止影响交通安全，开展边坡变形监测显得尤为重要。
关键词：边坡变形；监测；技术；方法
1边坡变形监测方法
1.1传统边坡变形监测方法
边坡变形监测通过观测边坡表面和深部的位移来掌握边坡的变形情况。目前，传统的边坡变形监测主要利用监测仪器，其监测方法以及
特点如表1所示。
表1传统边坡变形监测方法和特点

1.2智能边坡变形监测方法
为克服传统边坡变形监测的局限性，学者们研制出了智能边坡变形监测技术，使边坡变形监测技术逐渐走向了多层次、多视角、多技
术、自动化的立体体系，具体表现在以下方面：
（1）GPS全球定位系统。GPS是20世纪70年代美国国防部研制的全球定位系统。GPS用于边坡监测的优点的是监测点选取比较方便、
定位精度高、可以提供监测点的三维坐标信息、操作简单、可以全天候工作。但是也有不足之处，GPS接收器价格昂贵、无法满足要求较
高的工程、仅适用于地表变形监测。与GPS类似的还有GNSS也应用于了边坡监测，GNSS在测量效率和精度方面都有了显著提升。相对于
常规的边角测量技术来说，GNSS定位技术主要有测站无需通视、定位精度高、观测时间短、同时获取三维坐标、操作简便、全天候操作、
性价比高等优点。目前，GNSS方法主要应用于大面积、监测点不多的高边坡变形监测项目。RS技术在滑坡监测领域可以快速获得大范围
研究区域的动态滑坡信息，并可以同步进行滑坡监测。具有覆盖范围广、获取信息快、受地面障碍限制小，并能连续反复进行观测等优
点。
（2）光纤传感技术。用光作为载体光纤作为媒介把外部检查到的物理、化学等参数传递到目的地称为光纤传导技术。光纤传感器技术
具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、响应快、重量轻和体积小等优点，从施工方便性来看，基于BOTDR的方案更具简便性，且后期维护
更加方便简单。
（3）其他边坡变形监测方法。声发射技术：声发射现象越明显，其可靠性比较好。声发射技术不仅可以从表面看出位移变化，更能观
测边坡内部裂隙的变化。三维激光扫描技术：其非接触式快速获取点云数据，受外界环境影响低，操作简单可靠，不仅保留了全站仪的高
精度优点，而且在很大程度上解决了传统监测方式周期长、效率低及易受外界因素影响等问题。合成孔径雷达技术：合成孔径雷达干涉测
量技术为解决区域地表三维信息提供了有效途径，该技术具有全天时、全天候、高精度、低成本等优势，多用于解决大面积的滑坡监测。
2边坡变形监测中存在的问题
2.1资源消耗过大
随着边坡监测手段的增多，人力财力物力消耗也随之增多。从表1可知，常用的监测方法一般有大地监测法、测斜法以及测缝法等多种
边坡监测方法，这类监测方式都需要消耗大量的人工去现场执行。如若在监测过程中发生崩塌和滑坡等地质灾害问题，不仅会对监测仪器
带来损害造成经济损失，甚至会对监测人员的生命造成威胁。虽然智能化远程监控仪器可以实时进行远程监测，省去人力的同时还增加了
监测效率，但这类监测仪器造价成本过于昂贵，难以进行大范围的使用。
2.2受外界影响因素制约
大部分的边坡监测方法都会受到地形以及气象方面的干扰，如大地测量法对通视要求较高；GPS的信号定位极易被环境遮挡，导致无法
准确定位。大部分的边坡监测仪器在野外难以进行良好的保养，传感器受到雨水浸泡后容易产生腐蚀，并且容易被周围的环境电磁干扰，
导致监测数据的准确性受到影响。一部分的监测方法局限性较强，例如TDR技术通过对电缆的变形程度进行监测，如若电缆的形变量较小
并未出现变形损坏，就无法对边坡的变形进行准确地监测。而近景摄影测量自身的监测精度较低，只适合对一些变形较大的边坡监测。
2.3监测连续性较差
大部分的边坡监测缺少持续性，难以获得完整准确的边坡变形规律。地表变形监测受到天气以及卫星周期的影响，导致边坡在连续监测
过程中受到影响。在边坡监测中，如若在滑坡监测中“临滑阶段”的监测数据链不完整，将会导致之前的准备工作功亏一篑。深部监测方法
对锚索和锚杆的应用较为常见，当出现滑坡情况，下滑的力度远超过锚索的抗拉力和导致锚索出现拉断的情况，会使整个监测系统失效。
并且TDR和钻孔测斜仪等监测方式皆存在“一孔之见”的弊端，虽然可以对滑坡面进行定位，但边坡在发生较大错动时，监测设备则被剪
断，导致连续监测被迫终止。
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