中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術集團企業(yè)。
邊坡監(jiān)測目的
邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測主要是采集邊坡的位移和變形信息, 通過觀測得到的巖土體滑動位移大小、位移方向及變形速度等直觀資料, 深入認識邊坡變形機制和破壞特征, 尋找防治措施的依據。
因此邊坡工程監(jiān)測有如下主要目的：
a.保證工程施工和運行的安全;
b.評價邊坡理論分析結果和經驗判斷成果的依據, 是修改設計和指導施工的客觀標準;
c. 為掌握邊坡變形特征和規(guī)律提供資料, 以便指導在邊坡發(fā)生嚴重變形時進行應急處理;
d.分析巖土體結構與邊坡變形破壞的關系, 預測邊坡變形破壞趨勢, 為評價邊坡的長期穩(wěn)定性提供條件;
e.提供工程巖土體力學參數(shù)的反演分析數(shù)據。
多種邊坡物探監(jiān)測方法
1、地球物理方法
探地雷達(地質雷達)
探地雷達(Ground Penetrating Radar ,即GPR) 其實質是電磁波傳播理論方法。其原理是將不同頻率的電磁波脈沖向地下發(fā)射,并接收反射上來的電磁波,然后采用與地震反射法相同的方法進行數(shù)據處理和資料解釋,以探查滑動面。與其他波的傳播一樣,高頻波具有較高的分辨率,但隨著頻率的增加,衰減也加快,從而探測不深。低頻波則正好相反。
地震勘探
地震勘探是基于彈性波傳播理論的物探方法,包含野外數(shù)據采集和室內數(shù)據處理兩方面工作。常用方法有地震反射、地震折射、地震波測井、井間地震波層析等。常用震源有錘擊、落重、爆破、電火花、壓電和寬頻帶震源以及專門用于產生P波、S波(含SV波及SH波) 的震源等。拾震器即地震波檢波器有不同的接收頻率,工程上常用的有28 ～ 100Hz ,可以拾取1個、2個或3個方向的地震波( P波、SH波、SV波) 。監(jiān)測時,每一測點既可只用一個檢波器,也可用一組檢波器來提高接收質量。接收儀器一般為12～96道,而國內目前主要是48道以下,以12～24道的比較常見。
2、3S技術
地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)( Geograp hic Information Sys2tem ,GIS) 是以數(shù)字化地圖為基礎發(fā)展起來的多層面多功能數(shù)據庫的集成,是一種采集、處理、傳輸、存儲、管理、查詢、分析、表達和應用地理信息的計算機系統(tǒng),用于分析、處理和挖掘海量地理數(shù)據。它主要包括計算機硬件、軟件、地理數(shù)據和用戶等幾個部分,其優(yōu)勢在于把各類實體的空間數(shù)據都投影到同一地理坐標系下,將所有屬性數(shù)據和空間數(shù)據有機地聯(lián)系起來。這種信息表達方式更接近自實體的客觀狀態(tài)。
GIS 強大的分析處理空間信息的功能可以為復雜因素及其相互作用的研究提供有效平臺,即利用GIS 技術可更加有效地對地震滑坡形成機制與影響因素等進行綜合分析與研究。研究地震滑坡這種影響因素十分復雜的地質災害, GIS 技術的引入無疑會起到積極的推動作用。
全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)( Global Position System) 由空間部分( GPS 衛(wèi)星星座) 、地面控制部分(地面監(jiān)控系統(tǒng)) 、用戶設備部分( GPS 信號接收機) 3 部分組成,可以進行全方位三維實時導航與定位,具有全天候、高精度、自動化、高效率等顯著特點,已成功地應用于多種學科。在解出整周模糊度后,GPS 相位觀測值精度可達到毫米級。
但整周模糊度只有在相對定位、并有一段連續(xù)觀測值時才能在數(shù)據處理中作為參數(shù)解算。由于存在衛(wèi)星和接收機鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差,在定位計算時還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差影響,因此應采用雙頻接收機以提高定位精度。GPS 在土木工程的應用中主要用來監(jiān)測地表變形,國內外已采用GPS 監(jiān)測水庫、大壩、邊坡的變形以預測災害的發(fā)生。
3、光電技術
時域反射系統(tǒng)
TDR( Time Domain Reflection) 監(jiān)測系統(tǒng)主要由電脈沖信號發(fā)生器、傳輸線(同軸電纜) 、信號接收器三部分組成。TDR 技術實質上是電磁波理論的運用,其工作原理是同軸電纜受到剪切或拉伸作用時,受力區(qū)域幾何特性的改變將引起該區(qū)域同軸電纜特性阻抗的變化,電磁波在其中的傳播將發(fā)生反射與透射。
光時域反射系統(tǒng)
光時域反射計(Optical Time Domain Reflec2tion) 的工作依據是光的背向散射原理,利用了光纖的微彎損耗機制。光纖受到微彎擾動時會產生微彎損耗,引起光纖微彎擾動物理量的變化。將應力通過微彎調制機構對光纖進行應力調制,就可以實現(xiàn)對應力的傳感。
在邊坡工程中,由于場區(qū)范圍較大, 邊坡穩(wěn)定性分析需要掌握多種不同的監(jiān)測信息進行對比參照, 且從邊坡加固施工階段到運營階段, 邊坡穩(wěn)定狀況發(fā)展需要一個長期的過程才能得以判斷, 由此可見邊坡工程的監(jiān)測具有監(jiān)測內容多和監(jiān)測周期長的特點, 是一個復雜的系統(tǒng)工程, 所以在對邊坡實施監(jiān)測之前, 需要查找各方面資料, 制定好監(jiān)測流程, 才能夠達到邊坡安全監(jiān)控的目的, 為邊坡穩(wěn)定性分析提供可靠的數(shù)據。
