拉線式滑坡地表位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

1、第27卷第1期中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)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(xiàng)目：基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)項(xiàng)目(2010CB731503)作者簡(jiǎn)介：作者簡(jiǎn)介：劉洋(1985–)，男，2007年畢業(yè)于北京科技大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)為博士研究生

2、，主要從事滲流應(yīng)力耦合作用的數(shù)值計(jì)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)地表位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例劉洋，李世海，劉曉宇(中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所，北京海淀100190)摘要摘要：拉線式滑坡地表位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是測(cè)量地表相對(duì)位移的監(jiān)測(cè)儀器，在很多滑坡中已得到實(shí)際應(yīng)用。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是將傳統(tǒng)的拉線式測(cè)量原理與現(xiàn)代通訊技術(shù)有機(jī)結(jié)合，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理中心和客戶端這三大部分組

3、成。當(dāng)測(cè)點(diǎn)發(fā)生位移時(shí)，所連接的鋼絲線將隨之移動(dòng)發(fā)生變化，這一信息由角位移傳感器記錄并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并利用現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心。最后利用編制的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，給出被測(cè)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理中心可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集頻率進(jìn)行更改。通過(guò)對(duì)涼水井滑坡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比，對(duì)該滑坡的危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行了評(píng)估和險(xiǎn)情預(yù)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(shuō)明了此種監(jiān)測(cè)方法運(yùn)用于滑坡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有很高的實(shí)用價(jià)值。但是該系統(tǒng)還需要作進(jìn)一步改進(jìn)，以克服自身存在的一些缺陷。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；地表位移；拉線式原理中圖分類(lèi)號(hào)中圖分類(lèi)號(hào)：O319.56文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：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(kù)水漲落往往能在

11、非常短的時(shí)間內(nèi)誘發(fā)或者加劇滑坡災(zāi)害。在這種情況下，外部可測(cè)物理第28卷第1期劉洋等.拉線式滑坡地表位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例?3?的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與顯示，給出被測(cè)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理中心可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集頻率進(jìn)行更改?？蛻舳说挠脩艨梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)處理中心，隨時(shí)隨地都可以查看所關(guān)心的監(jiān)測(cè)信息，沒(méi)有時(shí)間和地域的限制。GSMGPRS監(jiān)測(cè)點(diǎn)2監(jiān)測(cè)點(diǎn)n…監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信息解譯傳輸頻率預(yù)測(cè)預(yù)

12、報(bào)…數(shù)據(jù)處理中心數(shù)據(jù)處理中心網(wǎng)絡(luò)用戶1用戶2客戶端客戶端…用戶n監(jiān)測(cè)點(diǎn)1圖2地表位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.2Structureofsurfacedisplacementrealtimemonitingsystem4監(jiān)測(cè)實(shí)例監(jiān)測(cè)實(shí)例4.1滑坡簡(jiǎn)介滑坡簡(jiǎn)介涼水井滑坡(圖3)位于重慶以東300km的云陽(yáng)縣，長(zhǎng)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(duì)高差約221.5m，平面縱向長(zhǎng)度約434m，橫向?qū)?5

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?qū)贅?gòu)造剝蝕丘陵地貌和河流階地地貌。在2008年滑坡發(fā)生時(shí)，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(zhǎng)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(cè)數(shù)據(jù)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析滑坡安裝了多種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備，主要包括深部位移、地表位移、地裂縫、GPS監(jiān)測(cè)、雨量計(jì)、測(cè)量機(jī)器人和滑坡推力計(jì)等；也采用了無(wú)人飛機(jī)對(duì)滑坡進(jìn)行地表位移監(jiān)測(cè)，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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)中的應(yīng)用，同時(shí)也詳細(xì)討論該方法與其它實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法(GPS監(jiān)測(cè)和測(cè)量機(jī)器人)和非實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法(人工校核和無(wú)人飛機(jī)監(jiān)測(cè))的對(duì)

15、比。圖3自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置圖(比例1:5000)Fig.3Distributionoftheautomaticmonitingsystems根據(jù)主滑方向，結(jié)構(gòu)特征和地形地貌，選擇了三條剖面展開(kāi)地表位移監(jiān)測(cè)，共計(jì)26個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(23個(gè)測(cè)點(diǎn)和3個(gè)固定點(diǎn))，如圖3所示。根據(jù)各點(diǎn)位置的不同，它們被劃分為9個(gè)部分：主前部(DBK111DBK110DBK19)，主中部(DBK18DBK17DBK16)，主后部(DBK15DBK14DBK13DBK12