土石坝安全监测监测有哪些资料分析？

关键词：

土石坝安全监测监测有哪些资料分析？（共5篇）

篇1：土石坝安全监测监测有哪些资料分析？

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(2)监测资料分析的工作内容

主要包括分析巡视检查结果、观测量的过程变化、效应量的影响因素，应用数学模型分析，分析异常问题，进行安全评价。

篇2：土石坝安全监测监测有哪些资料分析？

（2）计算 及时进行各观测物理量的计算或换算，填写记录表，

用计算机或人工计算，都要保证计算方法正确，成果合理。

（3）绘制曲线 通过计算机或手工绘制测量量的过程线，考察和判断观测值的变化趋势。对成组的同项目测点，宜绘制观测值分布图。有的项目还需要绘制相关图、等值线。

篇3：土石坝安全监测监测有哪些资料分析？

水库建成后,库水位按水库运行和调度的需要升高或降低,势必造成库区地下水位重新分布或处于不稳定状态。当水库水位快速降低时,滑坡体内的地下水排出较慢,这可能导致原本处于临界或稳定状态的潜在滑坡体,造成滑坡事故,影响人民群众的生命财产安全。

由于地质条件、动力作用(降雨引起地下水位变化等)、人类活动的原因,滑坡体出现险情后,同样会影响到水库大坝的正常运行。巨大的滑坡体划入水库后,一方面滑坡引起涌浪可能危及大坝的安全,另一方面水库将损失部分有效库容,甚至滑坡堵塞河道,导致水库不能正常运行。

滑坡和大坝是相互影响的,两者的安全监测都非常重要。滑坡监测项目与土石坝安全监测类似,一些监测仪器和设备可以通用。滑坡监测和大坝安全监测都可以实现自动化,并且可以有机地结合为1个系统。

1 监测标准与规范

大坝安全监测经过多年的发展,国家制定了各种有关大坝安全管理的标准、规范,如SL258-2000《水库大坝安全评价导则》、SL60-94《土石坝安全监测技术规范》、SL268-2001《大坝安全监测自动化系统基本技术条件》、SL169-96《土石坝监测资料分析规范》等等。每个滑坡体情况都有所区别,不确定因素多,目前针对滑坡体监测的标准、规范还需要进一步完善。

2 监测项目和设备

滑坡体监测一般包括巡视检查,变形、地下水位和环境量监测等项目;按照SL60-94《土石坝安全监测技术规范》,土石坝的安全监测项目一般包括巡视检查、变形监测、渗流监测、压力(应力)监测、水文气象等。滑坡监测和土石坝安全监测在项目设置上基本相同,在测点布置、设备选型方面有所区别。

2.1 巡视检查

巡视监测对滑坡和大坝的监测都非常重要,是用监测设备采集安全信息的必备补充。对滑坡体来说,需要检查地裂缝的发展,房屋及树木倾斜,泉水、地下水流量及水质的变化;还需要检查滑坡体上是否进行不合理的人类工程活动,如坡脚开挖、冠部加载、灌溉等,以及库水位变化幅度及波动速度。地裂缝的检查重点应该在滑坡变形过程中在地表留下的一些痕迹,如滑坡后缘的张拉裂缝和滑坡前缘的挤压形成的鼓胀裂缝等变形迹象。一般来讲,滑坡体的面积大且植被覆盖好,需要巡视检查的范围相对土石坝而言,范围广、隐秘性高,因此发动当地群众随时关心并报告滑坡区内的各种细微变化也是非常必要的。

土石坝巡视检查一般需要检查坝顶、迎水坡、背水坡坝址有无裂缝、隆起、塌坑、渗水,以及是否继续发展,检查的范围、目的相对滑坡体,比较明确、直观,一旦发生问题,现场检查比较容易发现。

2.2 其他监测项目

除常规的巡视检查外,滑坡体的监测项目还包括表面、内部变形,地下水位、水质等项目。据文献[1]、[2]介绍,我国滑坡总数的65%滑坡是由降雨诱发的,可以讲降雨是滑坡灾害的重要诱发因素之一,通过监测降雨强度及一定时间内累计降雨量能够有效预测滑坡的发生。因此在滑坡区域内,应该布置降雨监测设备。

土石坝安全监测项目基本包括滑坡体监测的所有项目,还需要结合建筑物的具体结构情况,布置监测项目,如应力应变、渗流量等。

2.3 测点布置

滑坡体的监测设备一般布置在能代表整个或大部分滑坡体空间位移状态的特征点上。对于滑坡体来说,空间分布广,电力供应差,交通不便,施工难度大,测点布置以全面掌握、突出重点为原则,综合考虑各个因素后进行监测布置,并以表面和内部布置相结合。表面设置一般纵横结合布置,在滑动面上按照预计滑动方向布置重点监测断面,以了解滑坡体的整体情况;垂直布置上应该深入相对稳定处,同一孔内不同高程布置测斜仪。监测布置时应对表面和内部变形、地下水位水温、降雨等各个监测项目综合设置,同时还应根据滑坡体形态和变形特征、动力因素及监测预报等具体要素确定。

土石坝安全监测的测点布置原则与滑坡监测基本类似,一般布置在最大坝高处、合龙段、地形突变处、地质条件差的部位,形成监测横断面,此外还要考虑沿坝轴线方向的纵断面监测布置,这类似于滑坡体表面变形监测点的纵横布置。此外针对特定坝体结构还需设置一些专门的监测仪器,如混凝土防渗墙后一般需要布置渗压计;混凝土防渗面板间设测缝计,背后设脱空计等等。

2.4 监测方式和设备

2.4.1 表面变形监测

三峡库区建立的滑坡监测系统证实了利用GPS进行滑坡变形监测是可行的[3～4]。GPS具有全天侯、测站间无需通视、可同时测定三维位移等优点,这是常规监测手段无法实现的。GPS卫星信号质量决定了工程所在地能否使用GPS。GPS监测点分二级布设,即基准网点和滑坡体监测网点。基准网点一般选在距崩滑体50～1 000 m的稳定岩体上,每个滑坡体应有2个基准点,且最好位于其两侧。每一滑坡体监测点数一般为3～8个,且能构成1～2条监测剖面。文献[5]中,使用1台GPS接收机连接8个天线(即8个测点),有效节约了成本,使该项技术更具有实用价值。

GPS的观测精度,在文献[3～6]中指出为厘米级、3 mm,其精度与测量设备、天气情况、单次测量持续时间、配套软件等有关,滑坡变形的范围可能达几百mm[4],GPS的测量精度基本能够满足滑坡监测的要求。土石坝、重力坝、拱坝正常运行时水平位移幅度较小,要掌握其变形规律,要求较高的监测精度,文献[7]中精度要求小于2 mm,因此GPS应用在大坝变形监测中还需要进一步论证。

大坝变形监测常用的引张线加垂线、激光准直或视准线方式,这些方式的量程都在50～100 mm之内,远小于滑坡监测的变形范围,因此不适于用在滑坡监测上。

2.4.2 内部变形监测

滑坡体和土石坝内部水平位移可以用钻孔测斜仪监测。滑坡体的测斜仪安装可以利用地质钻孔,在地质钻孔完成后即进行测斜仪保护管的安装,否则,在滑坡体内部变形或塌孔后就无法将测斜保护管埋入孔中,只能重新钻孔。土石坝安全监测中,测斜仪常常用来测量坝基、混凝土面板等的倾斜,在大坝监测中是一种常用的仪器,可以方便地实现自动化远程测量。

2.4.3 地下水位监测

这种方式不是直接测量变形量,而是通过长期地下水位测量,掌握其变化规律,间接了解滑坡体内部情况。滑坡体的失稳,很大程度上是因为地下水位的抬高造成土体含水量升高而诱发的,因此两者的变化一般是相关的。一些滑坡体的治理就是通过排水沟、排水平洞降低地下水位,防止滑坡事故发生。测量地下水位,可以利用现有的地质钻孔埋设渗压计实现,可以降低监测成本。

土石坝的渗流监测中,常常用测压管或埋设渗压计方式来测量坝体浸润线,也是测量地下水位来判断坝体或坝基有没有发生渗流破坏。测量地下水位,在大坝监测中是一个非常成熟的技术,可以方便地实现自动化远程测量。

滑坡监测与土石坝的安全监测有相同之处,可以相互参考,各种监测仪器用于滑坡和大坝监测的比较见表1。

2.5 远程监控

文章中提到的各种监测方式,都可以实现自动化远程测量。滑坡监测需要连续观测,大坝监测也需要长期进行,2种情况下自动化测量设备的运行环境及各种条件都较差,且无人值守,设备的长期稳定性要求高。目前,大坝安全监测自动化系统的技术已经比较成熟,有一整套的规范、标准,滑坡监测系统可以参考。滑坡体与大坝安全监测的远程监控的通讯方式、电源供应都有所不同,比较情况见表2。

滑坡监测一般可采用超短波通讯、太阳能供电,大坝监测一般采用光缆通讯、交流电供电,两者有同一套采集系统采集、管理数据,实现滑坡与大坝监测的有机结合,简化了运行单位的管理工作。这种方式非常适合在中小型滑坡监测与大坝安全监测项目中推广。

3 监控指标

在土石坝运行初期,可以将各种设计值、试验给定的允许值(如允许渗流比降、最高扬压力水位)作为大坝安全监测的报警指标;运行阶段,可以通过长期监测资料建立统计模型,用模型的预测值与剩余标准差的2～3倍作为监控指标。

滑坡体的报警没有统一的指标。有人提出的“双百标准”[4],即只要变形峰值出现日变率大于100 mm(水平和垂直位移),滑坡即将发生。根据三峡库区水位大幅升高和雨季降雨强度大的特点,重庆云阳县滑坡监测中采用日变率40 mm作为预警指标[4]。应用中,可参考类似情况结合实际确定特定滑坡体的日变率,作为报警指标。当滑坡体处于加速变形阶段也应发出预警预报。

按照文献[2]的统计,四川省雅安市2002～2003年的滑坡有约40%发生在3 d降雨量为0～150 mm,有约60%发生在0～240 mm左右,因此3 d累计降雨量也可作为报警指标之一。

大坝安全监测资料分析的方法通常有比较法、作图法、特征值统计法和数学模型法[8],对于滑坡体资料分析可采用以上方法,结合降雨量、滑坡体日变率等报警指标,对安全状况进行评价。

4 结语

综合看来,滑坡体和土石坝的安全监测项目基本类似,GPS和全站仪用来监测滑坡体的变形已有多处成功经验,但GPS用来监测大坝变形其精度还需要进一步提高。测斜仪、伸缩仪、渗压计、雨量计都可以用在滑坡监测和大坝安全监测中,从这方面看,滑坡监测和大坝监测技术是基本相似的。远程监控方面,大坝安全监测自动化系统使用的通讯方式、电源提供和接地形式比滑坡监测多,可供滑坡监测参考。滑坡监测的报警指标都是基于经验性的,大坝安全监测的报警指标相对要明确一些。

参考文献

[1]周平根.滑坡监测的指标体系与技术方法[J].地质力学学报,2004,10(1):19～25.

[2]李昂,侯圣山,周平根.四川雅安市雨城区降雨诱发滑坡研究[J].中国地质灾害防治学报,2007,18(1):15-17.

[3]霍志涛,张业明,金维群,等.三峡库区滑坡监测中的新技术和新方法[J].华南地质矿产,2006,(4):69-74.

[4]李远宁,冯晓亮.GPS在三峡水库区云阳县滑坡监测中的应用[J].中国地质灾害与防治学报,2007,18(1):124-127.

[5]何秀凤,桑文刚,贾东振.基于GPS的高边坡变形监测方法[J].水利学报,2006,37(6):746-750.

[6]薛志宏,卫建东,金新平.GPS在雅砻江卡拉电站滑坡监测中的应用[J].测绘工程,2007,16(2):65-68.

[7]赵志仁.大坝安全监测设计[M].郑州:黄河水利出版社,2003,7.

篇4：土石坝安全监测监测有哪些资料分析？

当孔隙水压力上升到一定程度时，土体开始变为流体，这样土体加密的可能性将会减少。

(2)在地基浅层处理施工和打入桩的施工中，由于土体的挤密，从而提高了孔隙水压力，当孔隙水压力消散情况不好，其上升到一定程度时可能会造成土体结构的破坏。强夯时可能会形成“橡皮土”;打入桩可能会出现桩尖的偏移，造成歪桩。

篇5：基于超高土石坝的安全监测研究

1 超高土石坝的资料分析

1.1 超高土石坝的定义

所谓的土石坝, 其实就是由当地土料、石料或混合料堆砌而成的挡水坝, 堆砌的过程中材料需要经过抛填和碾压处理。从坝高角度来区分, 低土石坝的坝高小于30米, 中土石坝的坝高在30米到70米之间, 高土石坝的坝高要超出70米, 而超高土石坝的坝高一般要超过150米。目前, 世界最高的土石坝为罗贡坝, 坝高为335米。

1.2 超高土石坝与其他土石坝的区别

对比超高土石坝与其它土石坝可以发现, 超高土石坝与其它土石坝的区别主要就在于坝高。相较于其他土石坝, 超高土石坝的坝高要远远超出正常土石坝的坝高。所以, 与其它土石坝相比, 超高土石坝较难出现洪水漫过坝顶的现象, 继而不容易因水流携带土粒而导致坝体局部破坏或整体溃决[1]。因此, 由于超高土石坝的抗冲性能要优于其他土石坝, 所以得到了业界的重视。

2 超高土石坝监测的具体评价办法研究

2.1 土石坝常规安全监测方法

在土石坝的常规安全监测方面, 主要需要监测的物理量为渗流和变形。其中, 渗流量的监测方法主要有两种, 一种是利用管口渗流量仪进行排水孔的单孔量测, 另一种是利用量水堰测量汇流到其中的渗流量。而在土石坝的变形监测方面, 目前主要使用全站仪和电子水准仪。其中, 全站仪可以完成土石坝变形的高精度测量, 并且只需要使用较短的时间。例如, 在小浪底工程中, 主要使用的就是TCA2003型全站仪进行大坝外部变形的监测。而一座土石坝上可以布设数以百计的监测点, 所以每年采集和积累的数据将是海量的。因此, 还需要使用数据挖掘技术进行有效的数据的挖掘、分析和处理。

2.2 超高土石坝的特性

从特性上来讲, 超过土石坝是散粒体结构, 所以需要依靠墙体的抗剪强度进行稳定性的控制。同时, 这种结构决定了其只能出现局部滑动失稳, 而并不会出现整体滑动失稳和倾覆失稳现象。整体上来看, 超高土石坝的坡度、断面和体积都比较大。在挡水时, 由于水会从坝体和坝基的颗粒孔隙向下渗透, 所以容易引起水库水量的流失, 甚至引起坝体、坝基的渗透变形[2]。此外, 由于坝高过大, 并且使用的材料为松散颗粒, 所以容易出现沉陷值过大的问题, 继而引起坝体的变形。

2.3 对超高土石坝安全性的分析

在超高土石坝的安全性分析方面, 主要需要考虑的问题就是坝体变形的问题。就目前来看, 用于分析超高土石坝应力变形的方法分为两类, 即正演分析和反演分析。其中, 正演分析就是根据坝体的设计指标开展相应的坝料力学特性试验。而通过求取模型计算参数, 并参照坝体填筑施工程序和水库蓄水过程, 则可以完成坝体应力变形的计算。反演分析则是利用原型观测资料和数学模型完成正演分析中的计算参数、模型的反求, 从而完成对坝体变形的分析。相较于正演分析, 反演分析显然更加符合土石坝计算理论, 所以得到了人们的重视。

3 土石坝安全监测的分析评价

3.1 系统设计

为了完成土石坝安全监测的合理评价, 可以建立相应的安全监测分析评价系统。在功能上, 系统可以完成对各种观测资料的录入、查询、维护和深入分析, 并且完成对土石坝实测性态的评价。按照系统功能, 在可以将系统划分成系统用户管理、观测资料分析、观测资料管理和土石坝实测性态评价这四个模块。其中, 用户管理模块可以实现用户注册、注销和用户资料修改等功能, 资料管理模块可以完成观测资料的录入、查询、修改和删除, 资料分析模块可以完成土石坝渗流分析和预测预报等, 而实测性态综合评价模块可以完成土石坝实测性态评价。

3.2 应用实例

以陆浑水库实测观测资料为例, 在应用安全监测分析评价系统时, 需要先完成登录认证后进入主界面。而不同用户权限不同, 只有系统管理员才能进行用户管理。在资料管理界面, 用户可以进行资料的录入、修改、删除和查询。资料分析界面包含了渗流资料分析界面和沉降资料分析界面等界面, 每个界面都包含建模条件选择、数据组织、模型分析结果和模型效果图几项。而根据之前的建模结果和专家经验, 则可以在综合评价界面完成土石坝实测性态评价。

4 结语

总而言之, 超高土石坝在坝高和稳定性方面与其它土石坝有一定的区别。所以, 在进行超高土石坝的安全监测时, 除了使用土石坝常规安全监测方法, 还要从坝体变形方面完成超高土石坝的安全性分析。而除此之外, 还可以建立相应的安全监测分析评价系统, 以便为超高土石坝的安全监测提供有力的支持。

摘要：随着土石坝坝高的不断增加, 超高土石坝得以诞生, 并引起了人们的关注。而除了使用土石坝的常规安全监测方法进行超高土石坝的安全监测, 还要考虑到超高土石坝的特性。因此, 本文对基于超高土石坝的安全监测问题展开了研究, 以便为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：超高土石坝,安全监测,评价

参考文献

[1]谭恺炎.高混凝土面板堆石坝安全监测若干问题的讨论[J].大坝与安全, 2010, 03:26-29.