边坡位移监测的若干技术问题

本文探讨了影响边坡位移监测精度的若干主要技术问题,认为只有选择恰当的地表位移监测基准,并对监测方案、监测站的布设和监测周期的设计等技术问题进行优化,才能满足边坡变形监测的要求。因此本文在此基础上,建议使用多种监测手段,建立立体监测系统,同时监测地表和地下位移,有助于全面反映边坡的变形破坏情况,从而为边坡的稳定性分析和滑坡预测预报提供科学依据。     

基于物联网的自动化监测系统在地质灾害监测中的应用

地质灾害监测是地质灾害预警和安全防治的重要技术手段,对保障经济建设和人民生命财产安全意义重大。针对传统地质灾害监测工作的不足,研究了一种基于物联网的地质灾害自动化监测系统,该系统以GNSS、智能全站仪、滑动式倾角仪和多源传感器自动化监测技术为核心,包括数据采集、数据传输、数据处理、数据展示4个子系统。结合某项目边坡监测应用实例,实现了地质灾害的自动化监测和实时预警功能,在地质灾害监测中具有较高的应用价值。     

露天矿边坡自动化监测关键技术研究

为及时掌握露天矿边坡变形规律,基于现代监测技术、网络通讯技术和计算机技术为一体,建立一套实时动态反映边坡位移变形和应力变化的自动化监测系统。通过对海州露天矿北帮边坡的连续性监测,结果表明:海州露天矿属于蠕变型滑坡,目前正处于局部变形、整体稳定的状态。系统的构建实现了边坡位移和应力的高精度、自动化、连续性监测,将为露天矿边坡灾害的动态预警和安全决策的及时制定提供有效的技术支持,对边坡的灾害防治提供理论依据。      

基于Web-GIS的公路边坡安全管理系统研究

为实现公路边坡安全管理自动化,针对安徽省某高速公路边坡安全管理具体要求,研发安全管理和应急决策系统.利用网络地理信息系统技术,建立包括空间数据和属性数据的边坡综合地学信息数据库.该系统包括边坡信息管理、边坡安全监测、稳定性趋势判断和预警预报,可实现信息统一管理、信息查询、实时监测、可视化和预警的功能.     

基于卡尔曼滤波的GNSS自动化监测数据粗差分析

粗差探测一直是自动化变形监测数据处理中的重点和难点,准确有效的粗差探测是确保监测工作能否反映变形体真实变形的关键。以GNSS自动化平面位移监测数据为研究对象,利用卡尔曼滤波,建立监测点坐标序列粗差探测模型,对GNSS自动化监测坐标序列粗差探测过程进行了分析。通过工程实际监测数据分析,验证了模型的准确性和有效性。     

高速公路类土质路堑边坡施工期变形监测预警探讨

高速公路类土质路堑边坡是边坡领域的一种重要类型,在工程特性方面与土质边坡或岩质边坡具有明显差异。深入认识该类边坡的工程特性和失稳机理,对该类边坡施工期间的安全建设以及正常运营期间安全评估具有重要意义。基于高速公路类土质路堑边坡工程地质特点、边坡变形影响因素,结合盘兴高速公路K5滑坡变形监测预警实例,提出了采用位移速度比率作为预警参考值的滑坡预警方法,并在松铜一标ZK5 410～485段左侧边坡成功预警,避免了人员伤亡,减轻了经济损失。为类土质路堑边坡工程设计、工后防治、安全运营提供指导。     

北斗高精度定位技术在边坡变形监测中的应用

简要介绍了北斗卫星导航系统,并基于北斗卫星导航定位系统建立了适合于边坡变形监测的北斗云监测系统,实现了从数据采集到监测结果显示的全过程自动化。分析了相对于传统边坡变形监测应用北斗技术对边坡变形监测的优势。设计了监测系统的精度试验,分析了系统精度与定位时长的关系,试验结果表明,定位时长为24 h时,监测系统的水平方向的精度为2 mm左右,完全满足公路高边坡变形监测的精度要求。将北斗云监测系统应用于贵州都安高速某高边坡变形监测工程中,实现了对该边坡变形的自动化监测。监测结果表明北斗技术完全可以应用于边坡变形监测,对提高边坡变形监测能力具有重要意义。     

岩石高边坡弹塑性平面离散元分析研究

为了更有效指导边坡设计与施工,基于弹塑性平面离散元（DEM）模型,对龙滩水电站航道1+016～1+080段岩石高边坡的开挖支护过程进行了计算分析,分析了边坡在有支护结构对应力场、位移场、整体稳定性和边坡锚索轴力随开挖步骤变化情的影响,同时分析了地下水位升降对边坡变形和整体稳定性变化情况。计算分析结果表明,边坡支护前后,应力场、变形场,塑性屈服区分布情况有明显差别,支护结构可以减小边坡位移,提高边坡整体稳定性,地下水位升降对边坡变形和整体稳定性影响较大。另外,对边坡开挖过程中的坡顶位移和锚杆轴力进行了监测,监测结果与计算结果进行了比较。     

青藏铁路无人值守地应力综合监测站

介绍了安装在青藏铁路沿线一种新型的无人值守综合地应力监测站。该监测站采用无线GPRS通信技术,通过Internet连接到安装在北京的地质力学研究所地应力监测局域网中心端服务器,实现数据交换和监测站的远程控制,该项技术克服了传统地应力测量需要人工现场信息采集的弱点,使用数据终端来实现地应力监测的自动化。该监测站能够进行青藏铁路沿线的昆仑山、安多、羊八井深孔应力监测和昆仑山西大滩昆中断裂位移监测,可以对青藏铁路沿线地球物理数据、地质灾害数据、地质环境数据及地球动力学过程实现不间断的监测,为青藏铁路沿线的地质灾害、青藏高原构造变形动力学过程的研究和地震预报、高原环境研究提供基础数据,增强了对青藏高原地质灾害、地震的预警能力。      

山区公路路基边坡地质灾害远程监测预报系统开发及应用

针对山区公路路基边坡点状分布、数量较多、规模相对较小且易受人类活动和环境变化影响的特点,确立了以位移和降雨量为主的监测原则,基于GPRS技术,集成触发式位移计、容栅式雨量计、数据采集传输模块和太阳能供电装置,形成了经济、节能、高效的单体边坡远程监测硬件系统。采用Visual C++网络编程技术,以SQL Server2005为数据库平台,开发了地质灾害远程监测预报软件系统,实现了数据的远程实时接收和可视化分析管理。由于公路边坡变形破坏模式多样,系统还集成了多种时间预测模型,建立了边坡变形预报模型库。通过在常吉高速公路的安装运行,系统成功地进行远程实时监控,保障了极端天气下公路的安全运营。     

基于北斗的超长基线解算在滑坡基准点监测中的应用探讨

基于北斗的GNSS监测,因为具有高精度、范围大、易于自动化、全天候等特点,被广泛使用于地质灾害滑坡监测。北斗自动化监测、全站仪监测等位移监测都需要建立一个或者多个基准点,再对滑坡区域进行测量。基准点的定位与形变监测精度精确与否,直接关系的滑坡灾害的监测精度。本文研究了一种基于北斗的超长基线解算软件,用于监测基准点的变化问题,通过测试数据分析探讨了其在滑坡基准点监测中的应用价值。     

基于表面位移的公路滑坡监测预警研究

公路滑坡是常见的地质灾害,但对运营期公路边坡进行长期监测并成功预警的实例却很少。主要原因是公路边坡点多、线长、规模小、缺乏详细的地质勘探资料、监测费用高、预警难度大。利用拉索触发式位移计对滑坡表面位移进行监测,精度可达1 mm,通过电信的GPRS公网实时传送到远程监控中心,全程自动化,且费用低。同时,利用有限元商用软件 PLAXIS的强度折减模块和塑性分析模块对不同参数组合进行计算,在缺乏滑坡岩土体强度参数、渗透系数、土-水特征曲线等资料的情况下,建立滑坡安全系数与表面监测位移的关系, 从而通过表面位移量的变化进行阶段式预警,并制定相应的预防措施。提出的方法已在湘西某高速公路滑坡获得应用。     

突发型黄土滑坡监测预警理论方法研究——以甘肃黑方台为例

灌溉诱发的黄土滑坡大多数具有明显的突发性特征;斜坡破坏过程变形量小,历时短,具有较大的危险性。由于此类黄土滑坡加速变形阶段经历时间较短,GNSS系统和裂缝计等传统监测手段难以获取加速变形阶段系统完整的监测数据,更难以提前预警。针对这一难题,自主研发了自适应智能变频裂缝仪,它能够根据滑坡变形快慢自动调整采样频率。基于获取的黑方台多个突发型黄土滑坡的全过程变形-时间曲线,对这些变形曲线特征和规律进行分析研究,建立了针对性的黄土滑坡综合预警模型。将变形速率阈值和改进切线角作为滑坡预警的重要指标,建立了4级预警判据,通过自主研发的"地质灾害实时监测预警系统"实现滑坡的实时自动预警,并将预警信息与当地的群防群测信息平台对接,为防灾应急避让提供直接依据。2017年以来已先后6次对黑方台黄土滑坡实施成功预警,避免了重大人员伤亡,取得显著的防灾减灾效果。     

顺层岩体边坡开挖过程模型试验

边坡开挖引起的变形及应力调整规律是边坡安全监控的科学依据,模型试验是揭示公路高切坡变形与应力变化规律的重要途径,针对巫山至巫溪公路k88段岩体高边坡,通过相似模型试验探讨边坡开挖过程中坡内位移和应力变化规律。通过相似材料试验获得了模型试验相似材料,配合比“硼砂:水:砂:水泥:石膏”为0.01:1:7.705:0.384:0.900,构建了几何相似比1:30的物理试验模型,提出了与实际工程一致的边坡3次开挖工况。试验结果表明,开挖过程中高切坡位移峰值突增现象显著,达到稳定状态的时间4 d左右,而应力则成波动衰减状态,10 d以后仍然存在衰减趋势;基于开挖过程中边坡变形和应力的不一致性及应力调整的持续性变化规律,提出了岩质边坡以三维应力监测为主、位移监测为辅的边坡监测优化方案。     

A graph deep learning method for landslide displacement prediction based on global navigation satellite system positioning

The accurate prediction of displacement is crucial for landslide deformation monitoring and early warning. This study focuses on a landslide in Wenzhou Belt Highway and proposes a novel multivariate landslide displacement prediction method that relies on graph deep learning and Global Navigation Satellite System (GNSS) positioning. First model the graph structure of the monitoring system based on the engineering positions of the GNSS monitoring points and build the adjacent matrix of graph nodes. Then construct the historical and predicted time series feature matrixes using the processed temporal data including GNSS displacement, rainfall, groundwater table and soil moisture content and the graph structure. Last introduce the state-of-the-art graph deep learning GTS (Graph for Time Series) model to improve the accuracy and reliability of landslide displacement prediction which utilizes the temporal-spatial dependency of the monitoring system. This approach outperforms previous studies that only learned temporal features from a single monitoring point and maximally weighs the prediction performance and the priori graph of the monitoring system. The proposed method performs better than SVM, XGBoost, LSTM and DCRNN models in terms of RMSE (1.35 mm), MAE (1.14 mm) and MAPE (0.25) evaluation metrics, which is provided to be effective in future landslide failure early warning.     

FLAC 3D 强度折减理论在边坡稳定分析中的应用

FLAC3D 是岩土工程中广泛应用的软件。本文主要介绍强度折减理论的基本原理,利用基于强度折减法的FLAC3D 软件,对某高速公路K377 + 230 ～ K377 + 520 段滑坡体进行数值模拟。计算边坡在自重作用达到初始化平衡状态时,边坡的横向与竖直方向的应力与位移,分析出边坡的破坏机制为牵引式滑坡,通过强度折减理论计算出边坡的稳定系数为0. 97,由剪切应变增量云图确定边坡的滑动面。     

应力监测在公路岩质边坡中的应用研究

针对山区高速公路岩质边坡数量大、失稳难以及时预警的问题,提出对边坡支护锚杆进行应力监测的方式以评价其稳定性。以广陕高速改扩建工程沿线的一处典型岩质边坡为例,采用FLAC3D软件对岩质边坡的开挖支护过程进行模拟,利用强度折减法分析随岩体强度降低过程中支护锚杆的轴力变化规律,确定应力监测预警值,并结合现场试验结果对边坡安全状况进行评价。研究结果表明,试验边坡监测位置应以泥岩结构面处为主,应力监测预警是一个整体的预警系统,监测点位任一处达到预警值均应提出预警。监测结果显示,应力监测在120 d时出现明显变化,而位移变化则较为滞后,在167 d后才出现明显变化;综合应力与位移监测的结果可以得出,试验边坡处于安全运营状态,所提出的应力监测评价公路岩质边坡的稳定性具有可行性。