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导致公路边坡变形的因素以及稳定性分析与监测


导致公路边坡变形的因素以及稳定性分析与监测

 

来源:网络 我国是一个多地质灾害的国家,在众多的地质灾害中,边坡失稳灾害以其分布广危害大,而对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。因此,研究边坡变形破坏的过程,分析其失稳的主要影响因素,下面天玑科技小编带您了解下导致公路边坡变形的因素以及稳定性分析与边坡监测系统介绍:

 

边坡稳定性的影响因素  
边坡在形成的过程中,其内部原有的应力状态发生了变化,引起了应力集中和应力重分布等。为适应这种应力状态的变化,边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏,这是推动边坡演变的内在原因;各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化,这些条件是推动边坡演变的外部因素。 

 


 
地质构造  
地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。


 
气候因素  
极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件,中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制,夏季多局部强降雨过程;而我国的西北地区,主要受季风气候影响。

 

地下水  
处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻;水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。

 

边坡形态
边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。

 

人类活动 
据统计,50%以上的滑坡事件与人类活动有着直接或间接的关系。随着社会经济的发展,自20世纪中期以来,人类活动的力量日益剧增,并表现出逐渐取代自然营力。

 

在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中,由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等,使边坡中的土体内部应力发生变化,或由于开挖使土体的抗剪强度降低,或因填土增加荷重而增大滑动力等,有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等,都成为滑坡事件频频发生的主要因素。 

 

 

边坡工程稳定性分析方法  

 

边坡极限平衡法  
极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。它是在已知滑动面上对边坡进行静力平衡计算,根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。 对于均匀土体可以通过经验或者优化的方法获得滑移面,因而十分适合土质边坡。 

 

边坡可靠性分析法  
边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。

 

北斗GNSS边坡监测
边坡监测项目包括巡查巡视、变形监测、应力监测、振动监测和水文监测。除了巡查巡视需要人工,其他项目均可实现在线监测。天玑科技在线监测系统可以做到实时监控,主动预警,具有稳定性。

 

监测频率根据边坡位移速率和季节来确定。汛期和雨季监测频率应当加大。边坡监测仪器量程、精度和灵敏度应满足监测等级要求。此外,应选用可靠性和长期稳定性良好的仪器,仪器应具有防风、防雨、防潮、防震、防雷、防腐等与环境相适应的性能。

 

变形监测:变形监测是规范中规定必须进行的监测项目。变形监测包括地表水平位移和垂直位移,裂缝、错位,边坡深部变形,支护结构变形。需要采用测斜仪、应力计等仪器对以上项目进行监测。应力监测包括边坡应力和支护结构应力监测。通过监测岩石的应力变化来实现地压监测的在线监测及预警。

 

 

表面位移监测
本系统采用GNSS自动化监测方式对表面位移进行实时自动化监测,其工作原理为:各GNSS监测点与参考点接收机实时接收GNSS信号,并通过数据通讯网络实时发送到控制中心,控制中心服务器GNSS北斗数据处理软件TJ-Cloud实时差分解算出各监测点三维坐标,数据分析软件获取各监测点实时三维坐标,并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量,同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。

 

GNSS表面位移监测的误差水平为±2mm+1ppm,高程方向为±4mm+1ppm。表面三维位移量是通过GNSS自动化监测,主要建立在滑坡表面变形明显的部位,通过监测滑坡表层的三维位移量,分析、判断滑坡的变形特征、变幅、滑动方向、滑动速率、稳定性及其发展趋势,并且对于简易监测而言该方法精度高,能反映出简易监测反映不了的变形迹象。

 

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