今日科普|边坡稳定性监测技术

2025-02-03 07:06:41   阅览:512

边坡稳定性监测技术🚀全站,作为确保工程安全、防范地质灾害的重要手段,近年来随着技术的不断进步和应用领域的拓展,受到了广泛的关注。本文将从边坡稳定性监测的重要性、主要监测技术、最新技术进展以及应用前景等方面,为读者提供一篇科普性的文章。

边坡稳定性监测技术

一、边坡稳定性监测的重要性

边坡稳定性问题涉及多个工程领域,如矿山工程、高速公路、水利工程等。据不完全统计,我国露天开采占矿山开采总量的87.1%,其中中小型露天矿山约占94.9%。由于矿山边坡受到地质因素、物理地质作用、水文地质作用和人类活动等多种因素的影响,边坡失稳现象时有发生,给人民的生命和财产安全带来重大隐患。因此,对边坡进行稳定性监测,及时发现潜在风险并采取相应措施,显得尤为重要。

二、主要监测技术及其数据支持

目前,边坡稳定性监测技术主要包🆕括传统大地测量、测量机器人、全球卫星导航系统(GNSS)以及合成孔径雷达干涉测量(InSAR)等技术。

1. **传统大地测量**:采用经纬仪、水准仪和全站仪等仪器,对边坡表面变形监测点的位置变化进行定期监测。该🉐全站方法操作简单、监测精度高、成本低,但受地形、气候等因素影响,难以实现连续、实时监测。据相关数据显示,传统大地测量的位移监测精度可达毫米级,但监测周期长、工作量大。

2. **测量机器人**:通过内置步进马达和CCD阵列传感器,对固定于边坡表面监测点上的棱镜进行自动搜索、识别、照准和测量。该方法具有监测效率高、测量精度高、自动化程度高和远程无接触监测等优点。然而,它对点间通视🐸有一定要求,受外界环境(如雾雨天气、矿区扬尘等)影响较大,测量边长一般不超过1km。

3. **全球卫星导航系统(GNSS)**:利用固定于边坡表面监测点的接收机连续接收空间卫星信号,获取地面监测点的三维坐标。GNSS技术广泛应用于露天矿边坡监测中,其平差后的连续监测精度可达毫米级。但连续监测中若配备的太阳能电池板或蓄电池发生断电,将影响监测精度。

4. **合成孔径雷达干涉测量(InSAR)**:基于主动式微波遥感(SAR)和干涉测量技术,通过获取不同时期同一地区的SAR影像进行干涉处理,计算出相位差并形成干涉图像,提取边坡表面任一点的位置信息和高程变化。InSAR技术具有覆盖范围广、全天候、远距离、非接触、低成本、高精度等优点。其形变监测精度可达0.1mm,适用于大面积边坡的监测。

三、最新技术进展

近年来,随着物联网、5G、人工智能等新兴技术的崛起,边坡稳定性监测技术也迎来了新的发展机遇。例如,信电综合勘察研究院申请的“岩土边坡稳定性预测方法及系统”专利,通过对岩土边坡的岩土体性质进行静态稳定性分析,基于历史数据获取每个岩土体的稳定性变化值(zhí),为(wèi)边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)预(yù)测(cè)提(tí)供(gōng)了(le)更(gèng)加(jiā)稳(wěn)定(dìng)和(hé)可(kě)靠(kào)的(de)预(yù)测(cè)模(mó)型(xíng)。此(cǐ)外(wài),边(biān)坡(pō)雷(léi)达(dá)作(zuò)为(wèi)一(yī)种(zhǒng)新(xīn)型(xíng)形(xíng)变(biàn)监(jiān)测(cè)设(shè)备(bèi),凭(píng)借(jiè)快(kuài)速(sù)、高(gāo)精(jīng)度(dù)、大(dà)范(fàn)围(wéi)、非(fēi)接(jiē)触(chù)式(shì)测(cè)量(liàng)的(de)优(yōu)势(shì),已(yǐ)经(jīng)成(chéng)为(wèi)形(xíng)变(biàn)灾(zāi)害(hài)精(jīng)准(zhǔn)监(jiān)测(cè)的(de)重(zhòng)要(yào)技(jì)术(shù)。边(biān)坡(pō)雷(léi)达(dá)的(de)视(shì)向(xiàng)变(biàn)形(xíng)监(jiān)测(cè)精(jīng)度(dù)可(kě)达(dá)0.1mm,且(qiě)能(néng)24小(xiǎo)时(shí)全天(tiān)候(hou)监(jiān)测(cè),不(bù)受(shòu)光(guāng)线(xiàn)、天(tiān)气(qì)影(yǐng)响(xiǎng)。

四(sì)、应(yīng)用(yòng)前(qián)景(jǐng)及(jí)延(yán)展(zhǎn)性(xìng)分(fēn)析(xī)

边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)监(jiān)测(cè)技(jì)术(shù)的(de)应(yīng)用(yòng)前(qián)景(jǐng)广(guǎng)阔(kuò)。随(suí)着(zhe)技(jì)术(shù)的(de)不(bù)断(duàn)进(jìn)步(bù)和(hé)成(chéng)本(běn)的(de)降(jiàng)低(dī),这(zhè)些(xiē)技(jì)术(shù)将(jiāng)更(gèng)加(jiā)广(guǎng)泛(fàn)地(de)应(yīng)用(yòng)于(yú)矿(kuàng)山(shān)、高(gāo)速(sù)公(gōng)路、水(shuǐ)利(lì)工(gōng)程(chéng)等(děng)领(lǐng)域。同(tóng)时(shí),结(jié)合(hé)物(wù)联(lián)网(wǎng)、大(dà)数(shù)据(jù)、人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)等(děng)技(jì)术(shù),可(kě)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)的(de)实(shí)时(shí)监(jiān)测(cè)、预(yù)警(jǐng)和(hé)智(zhì)能(néng)化(huà)管(guǎn)理(lǐ)。例(lì)如(rú),通(tōng)过(guò)构(gòu)建(jiàn)边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)监(jiān)测(cè)预(yù)警(jǐng)平(píng)台(tái),可(kě)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)对(duì)边(biān)坡(pō)位(wèi)移(yí)、变(biàn)形(xíng)等(děng)参(cān)数(shù)的(de)实(shí)时(shí)监(jiān)测(cè)和(hé)预(yù)警(jǐng),为(wèi)工(gōng)程(chéng)决(jué)策(cè)提(tí)供(gōng)科(kē)学(xué)依(yī)据(jù)。此(cǐ)外(wài),随(suí)着(zhe)北(běi)斗(dòu)卫(wèi)星(xīng)导(dǎo)航(háng)系(xì)统(tǒng)的(de)不(bù)断(duàn)完(wán)善(shàn)和(hé)发(fā)展(zhǎn),其(qí)在(zài)边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)监(jiān)测(cè)中(zhōng)的(de)应(yīng)用(yòng)价(jià)值(zhí)也(yě)将(jiāng)逐(zhú)渐(jiàn)凸(tū)显(xiǎn)。

边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)监(jiān)测(cè)技(jì)术(shù)作(zuò)为(wèi)确(què)保(bǎo)工(gōng)程(chéng)安(ān)全的(de)重(zhòng)要(yào)手(shǒu)段(duàn),其(qí)重(zhòng)要(yào)性(xìng)不(bù)言(yán)而(ér)喻(yù)。从(cóng)传(chuán)统(tǒng)的(de)大(dà)地(de)测(cè)量(liàng)到(dào)现(xiàn)代(dài)的(de)合(hé)成(chéng)孔(kǒng)径雷(léi)达(dá)干涉(shè)测(cè)量(liàng)、边(biān)坡(pō)雷(léi)达(dá)等(děng)技(jì)术(shù),边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)监(jiān)测(cè)技(jì)术(shù)已(yǐ)经(jīng)取(qǔ)得(de)了(le)长(zhǎng)足(zú)的(de)进(jìn)步(bù)。未(wèi)来(lái),随(suí)着(zhe)技(jì)术(shù)的(de)不(bù)断(duàn)发(fā)展(zhǎn)和(hé)应(yīng)用(yòng)领(lǐng)域的(de)拓(tà)展(zhǎn),边(biān)坡(pō)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)监(jiān)测(cè)技(jì)术(shù)将(jiāng)为(wèi)人(rén)类(lèi)社(shè)会(huì)的(de)安(ān)全和(hé)可(kě)持(chí)续(xù)发(fā)展(zhǎn)提(tí)供(gōng)更(gèng)加(jiā)有(yǒu)力(lì)的(de)保(bǎo)障(zhàng)。