关于地质滑坡变形监测方法的理论探究.docx

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关于地质滑坡变形监测方法的理论探究摘要：现代建筑工程施工必须面对的现实是更为复杂多变的地质环境，由于很多地质环境的恶化，如地震、滑坡等各类地质灾害发生的可能性越来越大，这无疑会给施工增加更大的难度。严重的地质灾害问题遣成巨大的经济损失，对于现场施工作业人员的生命财产安全也带来了极大的威胁。该文针对地质滑坡变形的问题展开讨论，并就地质滑坡变形监测的理论方法进一步深入透析。关键词：建筑工程地质滑坡变形监测理论方法地质变形监测，即是通过利用专门的测量仪器和科学的测量方法对建筑工程中变形体的变形问题进行有效监测，其主要任务在于确定因各种外部荷载作用于建筑体导致变形体形状、大小及空间位置发生变化，这里既包括自然形成的，也包括认为原因所致。通常我们认为，变形监测是人通过变形现象来获取科学认识、检验理论或假设的一种必要科学手段。以下内容将就这一方面内容展开深入浅出地分析并阐述归纳。1变形监测技术与方法的理论概述在20世纪80年代初期，地质变形监测在当前主要还是依靠相对比较常规的近距离特殊的地面测量手段。比较常规的近距离地面测量则经常通过利用如经纬仪、水平仪、测距仪或全站仪等进行相关点位的地质变形测量，虽然比较普通，但其优势则是能够有效监测出测量对象的整体变形状态，且同时可以适用于多种不同精度要求或不同类型的变形体变形监测任务，最终所取得的数据结果是绝对的。但是，不可避免的劣势则在于依仗非常多的外业工作量，且在外业操作过程中多会受到如监测布设点受现场地形、地貌干扰多的问题，实则难以全自动化展开测量工作。而这里所说的特殊测量手段即是指涉及应变测量、准直测量或倾斜测量三种特殊情况的应用监测方法，由于这种监测手段的操作过程相对比较简单，且能够监测变形体的内部变形状态，实现自动化监测相对较为容易些都是这种特殊监测手段突出的优势。随着近十年来我国科学生产技术水平的突飞猛进，对有关地质变形监测要求更为严格的同时，地质变形监测的技术手段也进一步得到了良好的发展。更为先进的数据采集仪器代代更新，无疑对推动地质变形监测的技术发展百利而无一害。如数字化的近景摄影技术、GPS技术、高自动化全站仪、三维激光扫描技术、激光跟踪技术、激光雷达技术、关节式坐标测量以及Indoor GPS技术等。笔者就比较常用的几种测量技术著以详细的分析。1.1 GPS技术全球卫星空间定位技术的应用实则给世界测量工程技术带来了一场具有十分意义的革命。我们都知道，国外一些发达国家从上个世纪八十年代初就已经开始应用GPS技术手段来进行有关地质变形的测量工作。近几年来，我国在利用GPS技术来进行有关滑坡、大坝坝体变形、矿区地表沉陷问题以及地质形变监测等方面都做了非常多的工作。笔者认为，GPS技术在地质变形监测中的应用具有凸显出以下几方面的优势：其一，大范围内的测量精度比较高，且基线长度在10km以上时，GPS测量的相对精度可达到10-6-10-7的精度；其二，应用操作要明显优于传统的大地测量手段；其三，测量工作完全不会受到气候条件的影响，全天候的观测过程可以掌握全部在控的信息；其四，内业工作如记录、计算和校核工作可全自动化完成，既保证了测量成果的客观性和可靠性，同时也大大地降低了测量工作人员的劳务强度；其五，各个测量布设点之间无需完全通视，选择布设点位也不受地形、地貌的干扰；其六，测量布设点位的三维空间坐标可以同步测定；其七，应用GPS技术所花费的建网费用仅仅是常规大地测量技术所需花费建网费用的1/3不到，经济效益更优。1.2自动全站仪在地质滑坡变形自动化监测方面，自动全站仪已经渐渐成为了一种首选的自动监测量技术仪器。通过利用这种自动化全站仪即可以对现场地质情况进行全方位的监测，一般可据根实地情况因地适宜地选择以下两种方式，即固定式全自动持续监测和移动式监测。固定式全自动化变形监测可实现全天候无人值守连续监测，明显具有更为高效、更准确的工作特点。1.3三维激光扫描仪三维激光扫描测距技术在我国已经发展了近二十年时间，但是对于更为新型的非接触式三维激光扫描技术则仅仅在最近几年来跟随着自控控制技术水平的发展和提高而得到更为广泛地推广和应用空间，主要具有检测均衡的特点。三维激光扫描仪的应用相信在未来一段时间内还会得到更为深入的拓展和应用。由于三维激光扫描技术可以在极短的时间内完成对实体形变发生前后表面监测布设点的三维空间坐标进行即时抓取，并最终以“点云”数据的形式被存储于计算机数据库中，从而快速实现了建立三维空间模型的过程，并有效提取点、线、面和体的基本制图数据实现完整的“实景复制”。2 GPS技术在滑坡变形监测中的应用2.1网点布设监测网点布设由基准网和变形网两个组成部分构成。在基准网点控制中，比较地质滑坡监测点不同时刻观测量和首期观测值之间的坐标差值，即可以判断出地质滑坡体的稳定性。监测网点一般根据滑坡体的特点进行选择，这些网点必需能反映出滑坡体的整体变形方向和量值，同时也需反映滑坡体的范围变形速率。2.2数据采集基准点的外业观测通常是利用至少两台双频接收机，监测点则利用至少六台单频接收机。采用静态相对的定位办法在监测范围内进行数据采集。观测过程中，基准点的观测分为三个时段，每个时段设定为4h，且在一个监测点要保证连续观测2h，并即时采集需要的有效原始数据。2.3数据处理在对GPS监测网点进行变形监测时，首先要采取强制对中措施来保证对中的精度在1mm以内，同时也要保证在高程方向上的监测精度，必要时可采用固定天线高的方法来避免天线高的测量偏差。而对地质滑坡体进行变形监测中，外业观测质量合格仅仅能够说明GPS监测布设网点没有出现过大的粗差，监测网中是否还含有小误差或异常值则需要通过计算网平差和相关的质量评价最终确定。需强调的一点事，单个GPS监测网只有通过以上两方面的水平检核，才能够最终认为这项地质滑坡监测是合格的。而内业数据处理是在观测过程完毕之后，利用TGO软件进行详细解算。3结语该文阐述了当今变形监测主要应用的几类有关技术。对于地质滑坡变形监测技术，重点以GPS技术在地质滑坡变形监测中的作为研究对象，详尽阐述滑坡GPS监测网布设、数据采集和数据处理的工作程序，旨在能够基于保证预测有效度，使得地质滑坡变形监测取得更好地预测效果提供一些理论方面的参考依据。