基于位移信息的边坡动态监控系统

发布时间：2019-10-23 15:05

【摘要】：边坡变形分析是边坡安全评价的一个重要方面,变形监测是边坡安全分析的前提手段。边坡工程作为一个非常复杂的系统工程,通过开展对边坡监测设计和安全评价进行理论研究,提出适宜的监控系统用以掌握边坡实时状态,对边坡灾害的防治是具有工程实践意义的。本文研究背景为交通运输部重大专项项目,课题名称为“典型公路路基与边坡结构安全状态分析与预警技术研究(2011 318 740 240)”,在总结我国公路边坡具体工程对象的荷载特点和运营特性的基础上,将公路边坡结构体系分为两类基本边坡,即一般路基边坡和路堑边坡。通过研究两类典型公路边坡(均质土坡和顺层边坡)的数值分析结果,结合调查和工程实践,综合考虑边坡稳定性影响因素,得出边坡位移是安全性评价的首要监测参数,据此提出了边坡安全状态监测参数指标体系。对公路边坡监测设计进行研究,探讨了公路边坡监测与安全评价的关系,研究了边坡监测的目的和作用,归纳了边坡监测设计理论的主要内容。结合监测参数指标体系,提出符合公路边坡特点的动态监控系统设计构想。提出了考虑边坡动态变化特征的边坡动态安全系数和其计算方法。通过分析坡面位移特征和潜在滑动面关系,探索坡面位移与安全系数的相关关系,提出了求解边坡潜在滑面位置的作图法,系将潜在滑体分为极限平衡块体和稳定块体,从而求解动态安全系数。考虑该作图法的单一性,引入拟合坡面关键点监测信息和安全系数的公式对边坡进行初步预判,再由作图法进行补充计算动态安全系数,根据监测信息对安全状况计算结果进行对比验证。提出了考虑边坡安全系数值、潜在滑体体积和工程重要性的预警指标。最后,应用Lab VIEW开发平台研制了基于变形监测信息的边坡动态监控系统。研制的系统已投入使用,系统稳定性己得到验证,软件人机界面友好,软件主要功能有数据存储和查询、现场图像展示和监测数据分析等,本系统在边坡监测研究方面具有一定的科学参考价值。
【图文】：

图２－１６浅层位移偏转角图逦图２－１７位移分布图逡逑由上述分析结果可得，顺层岩质边坡从稳定发展至失稳过程中，坡面各点的空间逡逑位移具有明显的变化特征，且与边坡破坏模式相关。如浅层位移角和位移分布图可以逡逑看出：边坡破坏之前，坡面位移量值有差异，曲线呈“Ｒ”形或“Ｗ”形。破坏时，滑逡逑体整体失稳，滑体上位移量值基本一致，，位移曲线呈“Ｕ”形。逡逑

４．３．３潜在滑面确定逡逑由上述边坡滑体变形特性分析推导潜在滑面确定方法，具体原理如下：逡逑滑坡（假定为刚体）恰开始滑动时，如图４－７所示，上述数值分析己知滑面近似逡逑为圆弧形，该圆弧圆心定义为Ｃ点，滑面上的Ｍ点表示位移监测点位置，用以采集位逡逑移变形，ＭＦ表示为浅层测斜仪示意，测斜设备通过读取设备ＭＦ与旋转后位置ＮＴＦ逡逑的夹角作为浅层倾斜角值，以采集该点的浅层倾斜角度值。滑体沿着潜在滑面^u始旋逡逑转Ｘ°旋转角，滑块ＴＳＢ内的各监测设备进行各自移动，如图４－８所示，且圆心位置逡逑固定不变。按几何学原理，推得旋转后的滑体ｒＳ、Ｂ、上的测斜仪位置转变为ＮＴＦ’，其逡逑Ｍ、点与原Ｍ点与圆心所形成的ＺＭＣＷＴ与ＺＦＭｌｖｒ近似相同，由于滑体旋转角近似为０，逡逑则可以认为Ｃ点位于ＭＭ、连接线的中垂线上。如图４－８中，例如当ＺＭＣＭ’＝２°，其角逡逑平分线的夹角即为１°
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U418.5

【参考文献】

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本文编号：2552148