[发明专利]一种可预判破裂面位置的反倾边坡稳定性判定方法

说明书

本发明公开了一种可预判破裂面位置的反倾边坡稳定性判定方法。在坡顶转折点和边坡临空面中点设置位移传感器，同时在反倾边坡后缘安装收敛位移计，形成位移监测点；在反倾边坡坡脚处的每个岩层层面上布置若干个土压力计；过坡顶转折点在同一边坡切面内入射两根测力锚索。通过监测坡表位移、坡脚岩层层面法向应力及测力锚索轴力的分布及变化，确定坡脚破裂面起裂点，并将该点与测力锚索轴力峰值点相连，实现在反倾边坡变形初期预判得到边坡破裂面，再根据预判破裂面选择边坡变形长期监测点，从而针对性地进行边坡位移监测，可更高效地监测反倾边坡的变形过程，减轻监测工作量，节约监测成本，为边坡的加固及减灾提供依据。

技术领域

本发明涉及边坡变形监测预警领域，具体是一种可预判破裂面位置的反倾边坡稳定性判定方法。

背景技术

随着山区大型水利水电、公路铁路等工程的大量建设，反倾边坡倾倒变形越来越多，由倾倒变形转变而成的滑坡时有发生。然而目前针对反倾边坡的监测预警方法仍不够成熟，文献《赵华,李文龙,卫俊杰,等.2018.反倾边坡倾倒变形演化过程的模型试验研究[J].工程地质学报,26(3):749-757.》中通过模型试验提出了反倾边坡的变形阶段并探讨了监测预警方法，但反倾边坡破裂面位置如何判定仍亟待解决。

目前滑坡监测中常用的方法有位移计、锚索测力计、GPS位移监测、光纤光栅监测等方法，这些方法在常规滑坡的监测中得到了较广泛的应用，并取得了良好的效果。但是目前缺乏对反倾边坡进行有效监测预警的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种可预判破裂面位置的反倾边坡稳定性判定方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种可预判破裂面位置的反倾边坡稳定性判定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)在坡顶转折点和边坡临空面中点设置位移传感器，同时在反倾边坡后缘安装收敛位移计，形成位移监测点；在反倾边坡坡脚处的每个岩层层面上布置若干个土压力计；过坡顶转折点在同一边坡切面内入射两根测力锚索，其中一根测力锚索与水平面的夹角大于80°，两根测力锚索之间的夹角为40～60°；

(2)根据步骤1)布置的土压力计获得各个岩层层面的层面法向应力分布曲线，得到各个岩层层面的层面法向应力跳跃波动点；用测力锚索上的若干锚索测力计监测测力锚索的轴力，获得两根测力锚索的测力锚索轴力分布曲线，并记录两根测力锚索各自的测力锚索轴力峰值点的位置；将层面法向应力跳跃波动点和测力锚索轴力峰值点进行连线，得到反倾边坡预判破裂面；

(3)根据步骤1)确定的位移监测点获得坡体变形过程的位移时程曲线；通过土压力计实时监测反倾边坡预判破裂面上的各个层面法向应力跳跃波动点，得到每个层面法向应力跳跃波动点的法向应力变化曲线；通过测力锚索上的锚索测力计实时监测反倾边坡预判破裂面上的两个测力锚索轴力峰值点，得到每个测力锚索轴力峰值点的轴力变化曲线；

当每个位移监测点的位移量、每个层面法向应力跳跃波动点的法向应力值以及每个测力锚索轴力峰值点的轴力值均小于其自身的稳态变形阶段与加速失稳阶段的分界点时刻的临界值时，判定为反倾边坡稳定；当每个位移监测点的位移量、每个层面法向应力跳跃波动点的法向应力值以及每个测力锚索轴力峰值点的轴力值中的任意一个接近其自身的临界值时，发出反倾边坡失稳预警；当每个位移监测点的位移量、每个层面法向应力跳跃波动点的法向应力值以及每个测力锚索轴力峰值点的轴力值的任意一个大于其自身的临界值时，判定为反倾边坡失稳。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本方法通过监测坡表位移、坡脚岩层层面法向应力及测力锚索轴力的分布及变化，确定坡脚破裂面起裂点，并将该点与测力锚索轴力峰值点相连，实现在反倾边坡变形初期预判得到边坡破裂面，再根据预判破裂面选择边坡变形长期监测点，从而针对性地进行边坡位移监测，可更高效地监测反倾边坡的变形过程，减轻监测工作量，节约监测成本，为边坡的加固及减灾提供依据。