[發明專利]利用邊坡位移監測數據檢測和確定滑坡剪出口的方法

有效

• 申請號: 201310398333.X
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103440424A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 賀可強;郭棟;張擁軍;徐吉業;李增濤
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種邊坡工程穩定性評價與滑坡地質災害監測預警和防治技術，尤其是一種利用邊坡位移監測數據檢測和確定滑坡剪出口的方法。

背景技術

大型或超大型堆積層斜坡的失穩是受眾多因素影響和控制的一個極其復雜的過程。如何正確、準確、及時地對大型堆積層斜坡做出超前穩定性評價與預測、預報仍是現代滑坡災害研究領域中的一個急需解決的課題。

眾所周知，對一個中小型均質土坡或堆積層斜坡，由于其物質構成時相對均一和較簡單的滑移邊界條件，運用傳統土坡穩定性評價方法(條分法、剩余下滑力分析法等)對其分析與評價往往行之有效。但對于大型或超大型堆積層斜坡，由于其物質組成、邊界條件的不均一性和地下水及應力場等因素的多變性，決定了該類邊坡的失穩規模、滑移形式、滑面形成特征等方面的復雜性，特別其失穩的形式往往不是統一的整體下滑，而通常在邊坡最薄弱部位、滑面阻滑力最小部位、下滑力最集中的鎖固段部位先形成剪切出口，形成局部滑移，之后，在下滑力和慣性力作用下形成斜坡的整體下滑，有的滑坡還產生雙層平行滑移或多層滑移，這是大型不均一邊坡失穩所具有的特殊規律。而運用傳統土坡穩定性分析法僅通過求出一個穩定系數來評價該類斜坡的穩定與否往往行之無效，單一評價有時還會做出錯誤判斷。對該類邊坡的正確評價方法應該是:首先，對邊坡不同地段進行局部滑移分析，確定坡體有無形成剪出口的部位，找出真正符合滑坡實際滑面及剪切出口；其次，對整個邊坡進行整體穩定性分析。因此，搞清大型堆積層滑坡剪出口的形成條件和形成位置是邊坡穩定性評價的首要工作和前提，這對整個滑坡穩定性計算和評價以及防治措施的選擇都有重要的理論意義和實際意義。

關于判別滑坡剪出口的文獻較少，肖明貴等在《桂柳一級公路K250段滑坡剪出口的力學判定》（桂林工學院學報，1997年第2期）和賀可強等在《大型堆積層滑坡剪出口形成的力學條件與綜合位移力學判據》（工程勘察，1999年第5期）文章中，都運用極限力學平衡法，通過試算尋找最小安全系數對應的滑移面，建立了滑坡剪出口平面滑移和曲面滑移兩種條件下的力學判據。

但上述滑坡剪出口確定方法都是建立在邊坡坡體的力學極限平衡計算為前提的，而運用極限力學平衡法計算確定滑坡剪出口存在以下不足和局限：該方法回避了坡體變形協調關系以及相應的本構關系，即僅關注邊坡破壞瞬間的變形機制，即是一種與時間無關的靜態物理力學模型，而不關注邊坡隨時間推移而產生變形的過程。同時建模的局限與苛刻條件均給極限平衡力學檢測方法準確檢測和實際應用帶來很大的困難，特別對很難取樣和室內測試的土石混雜堆積層滑坡更易造成誤判和錯判。因此，尋求一種突破現有傳統技術的新方法，即尋求僅依據滑坡的位移監測就能有效檢測和確定滑坡剪出口的新方法勢在必行。發明內容

本發明的目的在于針對滑面剪出口的確定是邊坡穩定性評價與防治的關鍵要素和前提條件，而大型堆積層滑坡滑面剪出口的部位與形成條件常常具有較強的隱蔽性、復雜性和不確定性的特點，運用傳統邊坡穩定性分析法很難有效確定其形成位置與形成條件等問題，提供一種利用邊坡位移監測數據檢測和確定滑坡剪出口的方法，該方法通過實時監測滑坡的位移，對其進行統計分析與計算，確定剪出口的部位，進而精確判斷整個邊坡的整體穩定性，因此，能有效避開傳統方法計算量大，步驟繁瑣，誤差較大等不足。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種利用邊坡位移監測數據檢測和確定滑坡剪出口的方法，包括：

1）滑坡坡體范圍的確定與主監測剖面的選取；

2）監測點位置選取與編號；

3）監測設備安裝及位移監測；

4）滑坡不同性質變形區與滑坡剪出口形成區的確定；

5）滑坡壓縮變形區垂直位移矢量角的確定；

6）邊坡垂直位移矢量角角速率的確定；

7）垂直位移矢量角角速率時間序列均值和均方差及滑坡剪出口形成判據的確定；

8）運用位移矢量角角速率均方差異常判據確定滑坡剪出口的位置。

所述步驟1）中，根據滑坡外圍后緣拉張破裂縫、張裂縫、坡體前緣和左右邊側裂縫分布特征，確定滑坡坡體范圍和滑坡的主監測剖面線。利用上述特征確定滑坡范圍以及主監測剖面便是本領域的公知方法，在此不再贅述。