拉線式滑坡地表位移實時監(jiān)測系統(tǒng)應用實例

1、第27卷第1期中國地質災害與防治學報Vol.27No.12008年1月TheChineseJournalofGeologicalHazardControlJan.，2008收稿日期：收稿日期：2010–07–09；修回日期：修回日期：2011–04–06基金項目：基金項目：國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃(973)項目(2010CB731503)作者簡介：作者簡介：劉洋(1985–)，男，2007年畢業(yè)于北京科技大學土木工程專業(yè)，現為博士研究生

2、，主要從事滲流應力耦合作用的數值計算方面的研究工作。Email：liuyang@imech.拉線式滑坡拉線式滑坡地表位移實時監(jiān)測系統(tǒng)地表位移實時監(jiān)測系統(tǒng)應用實例應用實例劉洋，李世海，劉曉宇(中國科學院力學研究所，北京海淀100190)摘要摘要：拉線式滑坡地表位移實時監(jiān)測系統(tǒng)是測量地表相對位移的監(jiān)測儀器，在很多滑坡中已得到實際應用。該系統(tǒng)的特點是將傳統(tǒng)的拉線式測量原理與現代通訊技術有機結合，由數據采集系統(tǒng)，數據處理中心和客戶端這三大部分組

3、成。當測點發(fā)生位移時，所連接的鋼絲線將隨之移動發(fā)生變化，這一信息由角位移傳感器記錄并轉化為相應的電信號，數據采集系統(tǒng)將電信號轉換成數字信號，并利用現有的移動通信網絡將信號傳輸到數據處理中心。最后利用編制的軟件進行數據分析，給出被測點的位移隨時間變化的規(guī)律。同時，數據處理中心可以根據現場情況，對現場的數據采集頻率進行更改。通過對涼水井滑坡實時監(jiān)測數據的分析和對比，對該滑坡的危險性等級進行了評估和險情預警，證明該系統(tǒng)不受地理環(huán)境、氣候等因素

4、的限制，并說明了此種監(jiān)測方法運用于滑坡實時監(jiān)測具有很高的實用價值。但是該系統(tǒng)還需要作進一步改進，以克服自身存在的一些缺陷。關鍵詞關鍵詞：實時監(jiān)測；地表位移；拉線式原理中圖分類號中圖分類號：O319.56文獻標識碼文獻標識碼：A文章編號文章編號：1000–6915(2006)01–0001–03APPLICATIONOFGUYEDTYPELSLIDESURFACEDISPLACEMENTREALTIMEMONITINGSYSTEMLIUY

5、ang，LIShihai，LIUXiaoyu(InstituteofMechanics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Theguyedtypelslidesurfacedisplacementrealtimemonitingsystemisanapparatustomeasuretherelativedisplacementofthesurfacewhichh

6、asbeenputintooperationinmanylslides.Itsacteristicisthecombinationoftraditionalguyedtypeprincipalwithmoderncommunicationtechnologythesystemconsistsofthreemajcomponentsnamelydataacquisitionsystemdataprocessingcentreusergro

7、up.Whenmonitingpointmovestheconnectedwirewouldbedrawnalongthetravellingdirection.Theinfmationisrecdedbyangulardisplacementsensconvertedintocrespondingelectricaldata.Dataacquisitionsystemcouldtranslatereceivedelectricalda

8、taintodigitalsignalsthedigitalsignalsthenarelaunchedbyexistingmobilecommunicationwktodataprocessingcentre.Finallythedataareanalyzedgraphsofdisplacementversustimearegiven.Atthesametimeprocessingcentrecouldadjustthedataacq

9、uisitionfrequencyaccdingtoactualsituation.ThroughthedataanalysiscomparisonofLiangshuijinglslidethewarninglevelofthislslideisevaluated.Itisindicatedthatthissystemwouldnotberestrictedbyfactssuchasgeographicalenvironmentcli

10、matetheapplicationofthissystemtolsliderealtimemonitinghashighpracticalvalue.Howeverthissystemstillneedstobeimprovedindertoovercomeitsowndefects.Keywds：realtimemoniting；surfacedisplacement；guyedtypeprincipal1引言降雨和庫水漲落往往能在

11、非常短的時間內誘發(fā)或者加劇滑坡災害。在這種情況下，外部可測物理第28卷第1期劉洋等.拉線式滑坡地表位移實時監(jiān)測系統(tǒng)應用實例?3?的軟件進行數據分析與顯示，給出被測點的位移隨時間變化的規(guī)律。同時，數據處理中心可以根據現場情況，對現場的數據采集頻率進行更改?？蛻舳说挠脩艨梢酝ㄟ^網絡來訪問數據處理中心，隨時隨地都可以查看所關心的監(jiān)測信息，沒有時間和地域的限制。GSMGPRS監(jiān)測點2監(jiān)測點n…監(jiān)測站數據采集系統(tǒng)數據采集系統(tǒng)信息解譯傳輸頻率預測預

12、報…數據處理中心數據處理中心網絡用戶1用戶2客戶端客戶端…用戶n監(jiān)測點1圖2地表位移實時監(jiān)測系統(tǒng)結構Fig.2Structureofsurfacedisplacementrealtimemonitingsystem4監(jiān)測實例監(jiān)測實例4.1滑坡簡介滑坡簡介涼水井滑坡(圖3)位于重慶以東300km的云陽縣，長江右岸斜坡地段。到目前為止，滑坡前緣高程約100m，后緣高程約319.5m，相對高差約221.5m，平面縱向長度約434m，橫向寬35

13、8m，面積約11.82104m2，滑體平均厚度約34.5m，總體積約407.79104m3。水面以上區(qū)域屬構造剝蝕丘陵地貌和河流階地地貌。在2008年滑坡發(fā)生時，滑坡整體平面形態(tài)呈“U”形，后部地形呈近似圈椅狀，南高北低，中后部地形較陡，前部地形較緩，自然坡度30～35?；聳|西兩部均有一沖溝，走向分別為342和351，長分別為250m和220m，縱向坡度40～60，截面大多為“V”形，處于沖溝發(fā)育階段的第一期，為自然形成，僅雨季有流水

14、，水量直接受降雨影響。4.2監(jiān)測數據分析監(jiān)測數據分析滑坡安裝了多種自動化監(jiān)測設備，主要包括深部位移、地表位移、地裂縫、GPS監(jiān)測、雨量計、測量機器人和滑坡推力計等；也采用了無人飛機對滑坡進行地表位移監(jiān)測，周期為1次月。其中地表位移和地表裂縫采用了這種拉線式實時監(jiān)測系統(tǒng)，其分布如圖3所示。本文著重介紹這種方法在該滑坡監(jiān)測中的應用，同時也詳細討論該方法與其它實時監(jiān)測方法(GPS監(jiān)測和測量機器人)和非實時監(jiān)測方法(人工校核和無人飛機監(jiān)測)的對

15、比。圖3自動化監(jiān)測系統(tǒng)布置圖(比例1:5000)Fig.3Distributionoftheautomaticmonitingsystems根據主滑方向，結構特征和地形地貌，選擇了三條剖面展開地表位移監(jiān)測，共計26個監(jiān)測點(23個測點和3個固定點)，如圖3所示。根據各點位置的不同，它們被劃分為9個部分：主前部(DBK111DBK110DBK19)，主中部(DBK18DBK17DBK16)，主后部(DBK15DBK14DBK13DBK12