【正文】 某順層邊坡安全監(jiān)測及評價(jià)畢業(yè)論文目 錄前言摘要ABSTRACT1 緒論 1 邊坡監(jiān)測與評價(jià)的目的及意義 1 邊坡監(jiān)測的意義 1 順層邊坡監(jiān)測與評價(jià)課題研究的目的及意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 影響邊坡穩(wěn)定性的因素 2 國內(nèi)外邊坡監(jiān)測發(fā)展概況 3 邊坡監(jiān)測的內(nèi)容 3 邊坡監(jiān)測方法與儀器 5 地表大地變形監(jiān)測 5 邊坡表面裂縫量測 5 邊坡深部位移量測 6 邊坡內(nèi)部應(yīng)力測試 6 巖石邊坡地應(yīng)力監(jiān)測 7 邊坡錨固應(yīng)力測試 8 地下水位監(jiān)測 9 孔隙水壓力監(jiān)測 9 課題任務(wù)、重點(diǎn)研究內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑 10 課題任務(wù) 10 主要內(nèi)容與要求 10 實(shí)現(xiàn)途徑 12 進(jìn)度計(jì)劃 122 順層邊坡危險(xiǎn)因素分析 15 順層邊坡的定義及其地質(zhì)特點(diǎn) 15 順層邊坡的定義 15 順層邊坡的地質(zhì)特點(diǎn) 15 順層邊坡的破壞模式和種類 16 研究破壞模式的意義 16 平面破壞 17 楔體破壞 18 圓弧破壞 18 傾倒破壞 19 研究破壞種類的意義 20 滑坡 21 滑塌 23 崩塌 24 剝落 25 危險(xiǎn)因素的辨識及方法 26 順層邊坡危險(xiǎn)因素概述 26 危險(xiǎn)因素辨識原則 27 危險(xiǎn)因素分析方法 27 事故樹分析法概述 28 順層邊坡事故樹分析法功能 29 順層邊坡事故樹分析法步驟 30 順層邊坡危險(xiǎn)因素分析 30 邊坡穩(wěn)定影響因素 30 邊坡施工組織管理危險(xiǎn)因素 31 確定事故樹各事件 31 順層邊坡破壞事故樹 31 小結(jié) 343 順層邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的建立 37 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 37 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 37 設(shè)計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)的目的 37 順層邊坡監(jiān)測內(nèi)容 38 監(jiān)測對象 38 邊坡監(jiān)測的內(nèi)容 38 順層邊坡監(jiān)測方法 39 邊坡監(jiān)測方法現(xiàn)狀 39 簡易監(jiān)測法 39 簡易監(jiān)測法的監(jiān)測方法 39 簡易監(jiān)測工具和裝置 40 設(shè)站監(jiān)測法 40 儀表監(jiān)測法 41 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 44 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 44 監(jiān)測內(nèi)容和方法的確定 45 使用前方交會(huì)法進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù)要求 45 順層巖質(zhì)邊坡變形監(jiān)測的精度 45 外部變形監(jiān)測點(diǎn)的選埋 46 監(jiān)測期限和頻率 47 預(yù)警值和報(bào)警制度 47 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析 48 監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄 48 監(jiān)測數(shù)據(jù)后期分析 49 小結(jié) 494 順層邊坡的信息化施工 51 信息化施工概述 51 信息化施工的現(xiàn)狀 51 信息化施工的目的及意義 51 信息化施工模式 52 動(dòng)態(tài)施工信息來源 53 邊坡防治的動(dòng)態(tài)信息化 53 施工中主要的動(dòng)態(tài)信息來源 55 順層邊坡信息化施工方案設(shè)計(jì) 56 信息化施工階段的劃分 56 信息化施工監(jiān)測技術(shù)措施 56 防護(hù)措施的優(yōu)化完善 57 小結(jié) 595 順層邊坡的安全性評價(jià) 61 安全評價(jià)單元?jiǎng)澐?61 評價(jià)單元的定義及其劃分 61 評價(jià)單元?jiǎng)澐衷瓌t和方法 61 順層邊坡安全評價(jià)單元?jiǎng)澐?63 順層邊坡安全評價(jià)層次分析法 63 層次分析法的定義 63 層次分析法的基本步驟 64 層次分析法注意事項(xiàng) 66 運(yùn)用層次分析法評價(jià)邊坡穩(wěn)定性 67 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)層次分析法概述 67 邊坡穩(wěn)定性影響因素 67 建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型 67 構(gòu)造成對比較矩陣 69 順層邊坡穩(wěn)定性評價(jià) 73 小結(jié) 76致 謝 77參考文獻(xiàn) 791 緒論 邊坡監(jiān)測與評價(jià)的目的及意義 邊坡監(jiān)測的意義從巖石力學(xué)的角度來看，邊坡處治是通過某種結(jié)構(gòu)人為給邊坡巖土體施加一個(gè)外力作用或者通過人為改善原有邊坡的環(huán)境，最終使其達(dá)到一定的力學(xué)平衡狀態(tài)。但由于邊坡內(nèi)部巖土力學(xué)作用的復(fù)雜性，從地質(zhì)勘察到處治設(shè)計(jì)均不可能完全考慮邊坡內(nèi)部的真實(shí)力學(xué)效應(yīng)、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)施工的可靠性和處治后的邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡工程防治監(jiān)測具有極其重要的意義。邊坡處治監(jiān)測的主要任務(wù)就是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)施工的、確保安全，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)反演分析邊坡的內(nèi)部力學(xué)作用，同時(shí)積累豐富的資料作為其他邊坡設(shè)計(jì)和施工的參考資料。邊坡工程監(jiān)測的作用在于：（1）為邊坡設(shè)計(jì)提供必要的巖土工程和水文地質(zhì)等技術(shù)資料。（2）邊坡監(jiān)測可獲得更充分的地質(zhì)資料（應(yīng)用測斜儀進(jìn)行監(jiān)測和無線邊坡監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測等）和邊坡發(fā)展的動(dòng)態(tài)，從而圈定可疑邊坡的不穩(wěn)定區(qū)段。（3）通過邊坡監(jiān)測，確定不穩(wěn)定邊坡的滑落模式，確定不穩(wěn)定邊坡滑移方向和速度，掌握邊坡發(fā)展變化規(guī)律，為采取必要的防護(hù)措施提供重要的依據(jù)。（4）通過對邊坡加固工程的監(jiān)測，評價(jià)治理措施的質(zhì)量和效果。（5）為邊坡的穩(wěn)定性分析、提供重要依據(jù)。邊坡工程監(jiān)測是邊坡研究工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)的監(jiān)測儀器設(shè)備、監(jiān)測方法和監(jiān)測手段的不斷更新，使邊坡監(jiān)測工作的水平正在不斷地提高。 順層邊坡監(jiān)測與評價(jià)課題研究的目的及意義邊坡在自然界中隨處可見，一般是呈自然穩(wěn)定狀態(tài)。但隨著人類活動(dòng)的頻繁，對邊坡的擾動(dòng)，使邊坡失穩(wěn)，造成滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。給人類的生產(chǎn)、生活及生命安全造成極大威脅。近年來，我國向建設(shè)現(xiàn)代化國家穩(wěn)步外進(jìn)。隨著西部大開發(fā)、南水北調(diào)等戰(zhàn)略的推進(jìn)，越來越多的巖土工程開工建設(shè)。不論是水壩、高速公路、鐵路還是基坑都不可避免的對自然穩(wěn)定邊坡造成新的擾動(dòng)，容易是本來穩(wěn)定的邊坡產(chǎn)生不穩(wěn)定位移甚至破壞，運(yùn)用一套科學(xué)完整的方案對邊坡進(jìn)行監(jiān)測與評價(jià)就顯得尤為重要了。我國是一個(gè)多山的國家，特別是西南山區(qū)存在大量的自然巖質(zhì)邊坡。隨著道路工程建設(shè)向山區(qū)延伸和發(fā)展，邊坡工程問題日益突出。特別是山區(qū)公路往往通過的區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，加之公路在建設(shè)中不可避免的會(huì)削坡、填溝等，對沿線造成嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境破壞。因此，對順層邊坡的安全監(jiān)測及評價(jià)進(jìn)行研究具有重要意義。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 影響邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡的穩(wěn)定是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，影響邊坡穩(wěn)定性的因素較多，簡單歸納起來有以下幾種方面：（1）邊坡自身材料的物理力學(xué)性質(zhì)邊坡體材料一般為土體、巖體、巖土及其他材料混合堆積或混合填筑體（如工業(yè)廢渣、廢料等），其本身的物理力學(xué)性質(zhì)對邊坡的穩(wěn)定性影響很大，如抗剪強(qiáng)度（內(nèi)摩擦角，凝聚力）、容重（包括天然容重和飽和容重等）。（2）邊坡的性狀和尺寸這里指邊坡的斷面形狀、邊坡坡度、邊坡總高度等。一般來說，邊坡越陡，邊坡越容易失穩(wěn)，邊坡越緩，邊坡越穩(wěn)定；高度越大，邊坡越容易失穩(wěn)，高度越小，邊坡越穩(wěn)定。（3）邊坡的工作條件邊坡的工作條件主要是指邊坡的外部載荷，包括邊坡和邊坡頂上的荷載、邊坡后傳遞的荷載，如公路路堤邊坡頂上的汽車荷載、人行荷載等，儲灰場后方堆灰傳遞的荷載，水壩后方水壓力等。邊坡體后方的水流及邊坡體中水位變化情況是影響邊坡穩(wěn)定的一個(gè)重要因素，它除自身對邊坡產(chǎn)生作用外，還影響邊坡體材料的物理力學(xué)指標(biāo)。（4）邊坡的加固措施邊坡的加固是采取人工措施將邊坡的滑動(dòng)傳送或轉(zhuǎn)移到另一部分穩(wěn)定體中，使整個(gè)邊坡達(dá)到一種新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)，加固措施的種類不同，對邊坡穩(wěn)定的影響和作用也不相同，但都應(yīng)邊坡的穩(wěn)定。 國內(nèi)外邊坡監(jiān)測發(fā)展概況邊坡的失穩(wěn)破壞, 一般都有從漸變到突變的發(fā)展過程和破壞前的某種前兆。但由于高邊坡穩(wěn)定的影響因素復(fù)雜, 邊坡巖土體的力學(xué)參數(shù)和穩(wěn)定狀態(tài)不僅難以確定, 而且也不是一成不變的 , 因此單憑人們的直覺和經(jīng)驗(yàn)難以發(fā)現(xiàn)邊坡狀態(tài)的發(fā)展過程, 必須設(shè)置各種監(jiān)測儀對巖土體進(jìn)行周密的監(jiān)測。安全監(jiān)測由于其能夠得到坡體在不同時(shí)間的真實(shí)狀態(tài)且適合做長期評價(jià)，已成為判斷坡體穩(wěn)定狀態(tài)的一個(gè)重要方法。20 世紀(jì)90 年代以來, 在隔河巖、二灘、小浪底、三峽、天生橋、小灣、錦屏等大型水利工程興建的帶動(dòng)下, 巖土工程安全監(jiān)測在與工程緊密結(jié)合的過程中, 得到了全面而迅速的發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):1) 對安全監(jiān)測的認(rèn)識更深入、更全面, 觀測范圍進(jìn)一步擴(kuò)大, 將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和巖土體看作是一個(gè)有機(jī)整體。2) 資料分析日趨深入, 在注重工作性狀研究的同時(shí), 安全監(jiān)控模型的研究得到普遍重視, 數(shù)據(jù)處理向在線實(shí)時(shí)控制發(fā)展, 更多地采用了數(shù)學(xué)模型技術(shù)。3) 新的儀器不斷涌現(xiàn), 一些常規(guī)方法得到改進(jìn), 觀測手段更豐富、更先進(jìn)、更智能化, 觀測精度不斷提高。4)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)有了較快發(fā)展, 在許多大型重要建筑物及地基基礎(chǔ)監(jiān)測中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化遙測集控, 同時(shí)強(qiáng)調(diào)了目視巡查和工程地質(zhì)定性分析的重要性。5) 在常規(guī)監(jiān)測的基礎(chǔ)上, 安全監(jiān)測朝著尺度更大、范圍更廣的方向發(fā)展。 邊坡監(jiān)測的內(nèi)容綜合國內(nèi)外邊坡監(jiān)測項(xiàng)目，其所進(jìn)行的邊坡安全監(jiān)測主要包括施工安全監(jiān)測、處治效果監(jiān)測和動(dòng)態(tài)長期監(jiān)測。一般以施工安全監(jiān)測和處治效果監(jiān)測為主。施工安全監(jiān)測是在施工期對邊坡的位移、應(yīng)力、地下水等進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果作為指導(dǎo)施工、反饋設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，是實(shí)施信息化施工的重要內(nèi)容。施工安全監(jiān)測將對邊坡體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以了解由于工程擾動(dòng)等因素對邊坡體的影響，及時(shí)地指導(dǎo)工程實(shí)施、調(diào)整工程部署、安排施工進(jìn)度等。在進(jìn)行施工安全監(jiān)測時(shí)，測點(diǎn)布置在邊坡體穩(wěn)定性差，或工程擾動(dòng)大的部位，力求形成完整的剖面，采用多種手段互相驗(yàn)證和補(bǔ)充。邊坡施工安全監(jiān)測包括地面變形監(jiān)測、地標(biāo)裂縫監(jiān)測、滑動(dòng)深部位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、地應(yīng)力監(jiān)測等內(nèi)容。施工安全監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集原則上采取24h自動(dòng)實(shí)時(shí)觀測方式進(jìn)行，以使監(jiān)測信息能及時(shí)地反映邊坡體變形破壞特征，供有關(guān)方面作出決斷。如果邊坡穩(wěn)定性好，工程擾動(dòng)小，可采用8~24h觀測一次的方式進(jìn)行。邊坡處治效果監(jiān)測是檢驗(yàn)邊坡處治設(shè)計(jì)和施工效果、判斷邊坡處治后的穩(wěn)定性的重要手段。一方面可以了解邊坡體變形破壞特征，另一方面可以針對實(shí)施的工程進(jìn)行監(jiān)測，例如，監(jiān)測預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力值的變化、抗滑樁的變形和土壓力、排水系統(tǒng)的過流能力等，以直接了解工程實(shí)施效果。通常結(jié)合施工安全和長期監(jiān)測進(jìn)行，以了解工程實(shí)施后，邊坡體的變形特征，為工程的竣工驗(yàn)收提供科學(xué)依據(jù)。邊坡處治效果監(jiān)測時(shí)間長度一般要求不少于一年，數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔一般為7~10天，在外界擾動(dòng)較大時(shí)，如暴雨期間，可加密觀測次數(shù)。邊坡長期監(jiān)測將在防治工程竣工后，對邊坡體進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，了解邊坡體穩(wěn)定性變化特征。長期監(jiān)測主要對一類邊坡防治工程進(jìn)行。邊坡長期監(jiān)測一般沿邊坡主剖面進(jìn)行，監(jiān)測點(diǎn)的布置少于施工安全監(jiān)測和防治效果監(jiān)測；監(jiān)測內(nèi)容主要包括滑帶深部位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測和地面變形監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔一般為10~15天。目前, 監(jiān)測工作已成為邊坡工程施工的重要環(huán)節(jié), 幾乎所有重要的邊坡工程都設(shè)有監(jiān)測。監(jiān)測工作對正確評估邊坡的安全狀態(tài)、指導(dǎo)施工、反饋和修改設(shè)計(jì)、改進(jìn)邊坡設(shè)計(jì)方法等多方面具有非常重要的意義, 監(jiān)測技術(shù)的引入使邊坡工程的設(shè)計(jì)和施工在安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)合理的協(xié)調(diào)統(tǒng)一中起到了不可或缺的橋梁作用。由于邊坡工程的多樣化，邊坡監(jiān)測的具體內(nèi)容應(yīng)根據(jù)邊坡的等級、地質(zhì)及支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行考慮，通常對于一類邊坡防治工程，建立地表和深部相結(jié)合的綜合立體監(jiān)測網(wǎng)，并與長期監(jiān)測相結(jié)合；對于二類邊坡防治工程，在施工期間建立安全監(jiān)測和防治效果監(jiān)測點(diǎn)，同時(shí)建立以群測為主的長期監(jiān)測點(diǎn)；對于三類邊坡防治工程，建立群測為主的簡易長期監(jiān)測點(diǎn)。國內(nèi)邊坡監(jiān)測方法一般包括：地表大地變形監(jiān)測、地表裂縫位移監(jiān)測、地面傾斜監(jiān)測、裂縫多點(diǎn)位移監(jiān)測、邊坡深部位移監(jiān)測、地下水監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、邊坡地應(yīng)力監(jiān)測等。 檢測項(xiàng)目測試內(nèi)容測點(diǎn)布置方法與工具變形監(jiān)測地表大地變形、地表裂縫位錯(cuò)、邊坡深部位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形邊坡表面、裂縫、滑帶、支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部經(jīng)緯儀、全站儀、GPS、伸縮儀、位錯(cuò)儀、鉆孔傾斜儀、多點(diǎn)位移計(jì)、應(yīng)變儀等應(yīng)力監(jiān)測邊坡地應(yīng)力、錨桿（索）拉力、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力邊坡內(nèi)部、外錨頭、錨桿主筋、結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大處壓力傳感器、錨索測力計(jì)、壓力盒、鋼筋計(jì)等地下水監(jiān)測孔隙水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、地下水水質(zhì)、地下水、滲水與降水關(guān)系以及降雨、洪水與時(shí)間關(guān)系出水點(diǎn)、鉆孔、滑體與滑面孔隙水壓力儀、抽水試驗(yàn)、水化學(xué)分析等 邊坡監(jiān)測方法與儀器 地表大地變形監(jiān)測地表大地變形監(jiān)測是邊坡監(jiān)測中常用的方法。地表位移監(jiān)測則是在穩(wěn)定的地段測量標(biāo)準(zhǔn)（基準(zhǔn)點(diǎn)），在被測量的地段上設(shè)置若干個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（觀測標(biāo)樁）或設(shè)置有傳感器的監(jiān)測點(diǎn)，用儀器定期監(jiān)測測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的位移變化或用無線邊坡檢測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。地表位移監(jiān)測通常應(yīng)用的儀器有兩類：一是大地測量（精度高的）儀器，如紅外儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、GPS等，這類儀器只能定期的監(jiān)測地表位移，不能連續(xù)監(jiān)測地表位移變化。當(dāng)?shù)乇砻黠@出現(xiàn)裂隙及地表位移速度加快時(shí)，使用大地測量儀器定期測量顯然滿足不了工程需要，這時(shí)應(yīng)采用能連續(xù)監(jiān)測的設(shè)備，如全自動(dòng)全天候的無線邊坡監(jiān)測系統(tǒng)等。二是專門用于邊坡變形監(jiān)測的設(shè)備：如裂縫計(jì)、鋼帶和標(biāo)樁、地表位移伸長計(jì)和全自動(dòng)無線邊坡監(jiān)測系統(tǒng)等。 邊坡表面裂縫量測邊坡表面張性裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，往往是邊坡巖土體即將失穩(wěn)破壞的前兆訊號，因此這種裂縫一旦出現(xiàn)，必須對其進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測的內(nèi)容包括裂縫的拉開速度和兩端擴(kuò)展情況，如果速度突然增大或裂縫外側(cè)巖土體出現(xiàn)顯著的垂直下降位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，預(yù)示著邊坡即將失穩(wěn)破壞。地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測可采用伸縮儀、位錯(cuò)計(jì)或千分卡直接測量。~。對于規(guī)模小、性質(zhì)簡單的邊坡。在裂縫兩側(cè)設(shè)樁、設(shè)固定標(biāo)尺或在建筑物裂縫兩側(cè)貼片等方法，均可直接量得位移量。 邊坡深部位移量測邊坡深部位移監(jiān)測是監(jiān)測邊坡體整體變形的重要方法，將指導(dǎo)防治工程的實(shí)施和效果檢驗(yàn)。傳統(tǒng)的地表測量具有范圍大、精度高等優(yōu)點(diǎn)；裂縫測量也因其直觀性強(qiáng)，方便適用等特點(diǎn)而廣泛使用，但它們都有一個(gè)無法克服的弱點(diǎn)，即它們不能測到邊坡巖土體內(nèi)部的蠕變，因而無法預(yù)知滑動(dòng)控制面。而深部位移測量能彌補(bǔ)這一缺陷，它可以了解