[發明專利]一種滑坡-隧道體系變形的識別和聯動監測的方法

有效

• 申請號: 202010184998.0
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111473779B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 孫志杰;李鵬飛;張軍;趙紫陽;王閆超;楊烜宇;劉亞明
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;山西省交通科技研發有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01S13/90;G01C7/06
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 易衛

本發明公開了一種滑坡?隧道體系變形的識別和聯動監測的方法，首先通過合成孔徑雷達干涉技術和地質雷達對滑坡?隧道體系變形進行綜合識別，通過測斜管監測數據對滑坡?隧道體系進行分類，通過有限元數值模擬不同體系的變形特點，提出對應的監測指標和監測方法，最后通過對監測數據與數值模擬結果以及變形識別結果的對比和修正，形成滑坡?隧道體系變形的識別和聯動監測方法。本發明提供的技術方案將滑坡和隧道兩者作為一個整體考慮，比將滑坡和隧道進行單獨監測節省了監測成本，提高了監測的經濟性，提高了識別監測方法的效率和可靠性。

技術領域

本發明涉及地質災害變形監測技術領域，尤其涉及一種滑坡-隧道體系變形的識別和聯動監測的方法。

背景技術

中國約70％的國土面積為山地地形，在穿越山區的干線交通建設中，需要建設大量的隧道。通常情況下，如發現隧道通過的山區坡體存在滑坡可能，在選線時會根據實際情況采取改線繞避、深埋隧道從滑床下通過或先整治滑坡后再修建隧道等技術手段加以解決，不可能將隧道直接修建于滑坡體中。但是由于隧道所處的巖土體水文地質環境在不斷發生變化。坡體中的巖體結構在長期地應力、地下水作用下因流變而使得自身強度降低，沿節理裂隙面形成蠕動性滑坡；或者是隧道位于老滑坡體中或滑坡后緣以外穩定體中，由于環境改變引起老滑坡復活并進一步擴大到隧道附近；或者是人類工程活動如爆破、開挖等其它工程活動引起坡體內應力場發生重大調整，導致坡體出現變形開裂并在薄弱部位形成滑動面從而釀成滑坡。滑坡本身及其引起的運營隧道地質災害問題給運營部門造成了巨大的損失并嚴重影響了行車安全。

由此可見，對滑坡及滑坡引起的隧道地質災害變形進行早期識別，對重大地質隱患進行實時監測，通過監測數據的分析，掌握滑坡-隧道的地質災害孕育演化規律，為后期災害預防和處治提供第一手基礎數據，對當前滑坡-隧道地質災害機理及防控技術的研究意義重大，同時還可為交通的安全運營提供保障。

當前對滑坡變形所采用的識別監測手段較多：包括衛星遙感、

圖像識別、激光掃描、熱成像技術、聲發射技術及傳統的接觸式測量等。

對運營隧道變形的監測手段相對較少，包括非接觸式監測手段，如激光測距儀、全自動全站儀；傳統接觸式監測，如振弦式、電阻式應變計、裂縫計等。對運營隧道病害識別比較滯后，主要靠人工巡檢，導致錯失病害治理的最佳時機，而造成治理難度的增加和治理費用的增加。

當前的監測方法一般都是將滑坡和隧道作為兩個獨立的監測對象分開來考慮，建立兩套獨立的監測系統和體系，這種將二者分開考慮的監測體系同“滑坡-隧道”體系相互作用的力學模型和災害演化機理很大程度上是不一致的。因為在“滑坡-隧道”體系中，滑坡是引發隧道變形的原因，而隧道變形的同時又加劇了滑坡的發展，兩者是相互作用的體系。兩套監測體系在測點布置上會存在重復或者是漏測，在后續監測數據處理上會存在數據的同步性、多源數據的融合性等問題。這將會極大的影響地質災害監測系統對數據的可靠性和及時性要求，影響決策者對“滑坡-隧道”體系災害趨勢的預判。

發明內容

為解決現有技術存在的局限和缺陷，本發明提供一種滑坡-隧道體系變形的識別和聯動監測的方法，包括：

使用合成孔徑雷達干涉技術對滑坡平面進行初步判定，以識別滑坡的變形；

使用圖像識別技術對隧道襯砌裂縫的形態特征、分布范圍、數量進行統計分析，以識別隧道的變形；

對滑坡的滑帶和隧道結構的空間位置關系進行判斷；

根據滑坡的滑帶和隧道結構的空間位置關系，結合前期勘察階段提供的巖土體參數，使用有限元分析方法對滑坡和隧道的變形特點進行分析；

根據有限元分析的結果將滑坡和隧道的變形指標分類為主要監測參數和輔助監測參數，根據所述主要監測參數和所述輔助監測參數進行監測指標的選取和監測點的布置；