[实用新型]一种滑坡深部位移监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质监测领域，尤其涉及一种滑坡深部位移监测系统。

背景技术

微震技术：大部分材料在承受荷载时，都会产生能量的积聚和释放这一过程或现象。在岩体中，由于重力（或其他力）的作用，内部极有可能会出现局部弹塑性能集中，而且随着能量积聚到某一值后，产生微裂隙并使其扩展就会进一步加大并发生，此时的弹性波或应力波也极有可能随着微裂隙的产生与扩展而在其周围的岩层中进行快速的释放和传播。而且，对于尺度比较大的岩体来说，这种弹性波或应力波的释放过程，高频信号在衰减过程衰减的非常快，所监测到信号的频率还比较低，但是其含有的能量很大，我们将频率在100～10KHz，称之为微震波；可对于尺度较小的岩体来说，一般情况下，其监测到的波的频率都会大200Hz，并且其含有的能量较小，称之为声发射，由于二者大部分的性质都具有较大的相似度，因此并没有对二者进行比较具体的划分。所以，通常把实验室和开采现场的这种比较大尺度上的能量释放都称之为作微震。

目前，国内外微震技术一般用于研究地震活动和预测大地震，研究地壳和上地慢的结构和构造，研究断裂构造的活动性、重大工程场地的稳定性、对大型水库、水坝、核试验和矿山井下的监测等。还未见将其用于滑坡深部位移的监测。

滑坡是一种常见的自然地质灾害，滑坡引起的山体垮塌以及暴雨后形成的泥石流常给国家建设和人民生命财产造成严重损失。如果能够对滑坡进行监测，实现滑坡危害的早期预报，就可以最大限度地减少和防止滑坡所造成的损失。

一般来说，对于滑坡的监测和预警，是将室外现场观测、实验室试验以及理论分析有机地结合在一起。在理论分析和实验室研究中，国内外已应用了多种方法，如用三重蠕变曲线的图形分析方法、半对数曲线法和变形速度倒数法进行边坡发生时间预测等Μ使用测量地表破坏声响反射的方法量测地表、地下水运动。但这些方法都是离线式和非实时性的。

地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件和植被等因素可以引起改变斜坡外形和使岩土性质恶化，这些都是影响滑坡形成的因素。因此，在野外滑坡监测时必须开展对上述因素的有效监测，并综合运用各种参数，采用合适的预测模型对滑坡进行有效预测。

目前，国内外用于滑坡监测的方法有GPS监测法、遥感监测法、TDR监测法、固定式钻孔倾斜仪监测法等。固定式钻孔倾斜仪具有灵敏度高、精度高的特点，并可以实现数据的自动连续采集，是测定滑坡体沿滑带产生的变形方向、变形量、变形速率，判断滑体深部变形状态的行之有效的监测仪器之一，因此固定式钻孔倾斜仪是滑坡监测中最常用的仪器之一。

滑坡是在斜坡上方的土体或岩体在重力的作用下，向下滑动的自然现象。由此可知，在滑坡发生时必然有斜坡上方的岩土对斜坡下方的岩土的挤压，这样就会产生微震信号，通过监测岩石中的微震信号就可以推断滑坡的情况；然而自然界中的滑坡大多为土质滑坡，因此直接采用微震技术来判断滑坡体的稳定性不可行。

目前，国内外最常用的滑坡监测的方法为使用固定式钻孔倾斜仪进行测量，其使用方法如下。

固定式钻孔倾斜仪使用时将其分别安装在滑动带的顶面、中部和底面（如图1所示），图中,L1、L2、L3和H1、H2、H3分别为1#、2#、3#探头的单元长度和连接杆的长度,Li=Hi+720mm(i=1,2,3)。L1和L3分别跨越滑动带的底面、顶面,而L2则位于滑动带中。当滑坡产生深部位移变形时，变形部位的测斜管发生弯曲，倾斜角度发生变化。分段测定滑动带顶、底面及内部的倾斜角度，求出其对应的水平位移量，累加后即为变形部位的水平位移值。

设某个探头A、B两个方向的初始单位位移量分别为D_A0和D_B0，某时刻的单位位移量分别为D_A和D_B(出厂时已标定)，则该时刻的单位位移变化S表达为：