边坡变形监测技术发展现状及问题对策

科学的监测预警工作是主动防范滑坡等地质灾害的重要手段,也是指导地质灾害工程综合防治的有效途径.清晰认知边坡变形监测技术的发展历程,了解监测技术的发展现状,不仅能够充分认识当前边坡变形监测领域的存在问题,更能为边坡变形监测技术的发展启迪思路.通过对当前边坡变形监测技术类型、特点、基本原理及使用方法归纳总结,结合边坡变形监测设备的自动化程度,将边坡变形监测技术划分为常规边坡变形监测技术和新型边坡变形监测技术两大类.进而,分析探讨了监测理论、监测技术、监测过程中存在的问题,并提出针对性对策.     

基于动态数据驱动的地质灾害监测预警系统设计与实现

基于地质灾害诱发因素与形成机理,针对地质灾害传统数据管理、实时监测数据处理与分析、预警模型库建设等问题,结合动态数据驱动、多源数据可视化及监测数据实时传输等技术,建立基于动态数据驱动技术的地质灾害监测自动预警方法体系,并采用阈值判别预警、过程跟踪预警以及时空信息的综合分析预警方法,充分采用服务流引擎技术与数据库技术,研制基于网络环境的新型地质灾害动态监测系统,以实现灾害信息实时查询、处理与分析、动态监测曲线的绘制及灾害自动预警等功能。以甘肃省黑方台黄土滑坡监测示范区为例,验证构建的地质灾害实时监测数据与预警模型服务流,系统能够实时反映灾害体的变形情况,并成功预警了黑方台陈家6#滑坡。     

山区公路边坡远程监测分析及综合预测预警研究

以湖南娄新高速公路边坡地质灾害监测预警为例,选择典型滑坡安装了远程监测系统,捕捉了滑坡体局部变形破坏的全过程;通过滑坡时空演化规律的分析,表明滑坡在降雨作用下表现出从前向后逐步扩展的“渐进后退式”变形破坏模式,滑坡时间变形曲线呈现出与日降雨量密切相关的阶梯状演化特征。从滑坡裂缝体系分布特征来分析,滑坡失稳演化处于加速变形阶段。通过调用边坡变形预测模型库进行变形跟踪预测对比分析表明,灰色-时间序列模型预测精度最高,可以选择该模型进行降雨型滑坡变形跟踪预测。根据变形与日降雨量的加卸载响应比分析,表明滑坡监测点的加卸载响应比时序曲线与滑坡变形失稳过程相吻合。最后采用有效降雨量模型进行了地质灾害区域预警,发布了相关预警信息。通过在娄新高速公路滑坡的系统应用,有效地验证了远程监测系统和预测预警方法的科学性和时效性,为公路边坡地质灾害防灾减灾提供了新的手段和方法。     

基于差分干涉合成孔径雷达技术的米林滑坡形变监测

滑坡灾害在中国具有多发特征,能有效的对滑坡灾害进行监测预警是减少危害的主要手段之一。合成孔径雷达差分干涉测量技术与传统的监测方法相比,具有全天时、全天候,能够获得面式数据、成本低等优势。在空间和时间上都能满足滑坡早期识别及动态监测的目的。以3景ALOS-2卫星PALSAR-2数据为数据源,采用二轨D-InSAR技术对米林滑坡进行形变监测,获得滑坡形变值。并最终得到米林滑坡灾前形变趋势,达到了发现变动,监测趋势的目的,形变趋势与实际结果一致,证明了D-InSAR技术用于滑坡早期识别与动态监测的可行性,在广域地质灾害监测中具有较大的应用前景。     

基于声发射监测的滑坡过程预警模型

滑坡是一种多发于山区的地质灾害，严重威胁隐患点周围群众的生命财产安全，急需针对滑坡建立及时、准确的监测预警系统。该文在已有的滑坡声发射监测技术和变形过程预警模型基础上，对比研究声发射和位移监测参量。基于小波变换和改进切线角方法，建立了基于声发射监测的滑坡过程预警模型。利用英国拉夫堡大学实验室模拟数据，初步验证了所建立的声发射预警模型的可靠性。在广东省连南县特大型滑坡隐患点安装监测设备，获取边坡现场变形监测数据，比较了声发射和位移监测的实际预警效果。结果表明：相较于位移参量，声发射参量在预警稳定性和准确性上均表现更好。     

跨学科的地质灾害预警工程

滑坡、泥石流等地质灾害受多种因素的影响，地质灾害预报警报工程体系的建立需要多部门、多学科的合作。2003年6月1日中国气象局和国土资源部联合启动了全国地质灾害气象预警业务，取得了很好的社会和经济效益。分析了我国滑坡泥石流等地质灾害的时空分布特点及其与降雨等多因素、多学科的关系。介绍了国家级地质灾害预报警报业务系统的有关技术，并分析了存在的问题，结合国内外的技术发展现状和趋势，提出了从地球系统5大圈层相互作用的角度研究地质灾害，建立多学科多部门合作的地质灾害监测、预报、警报和防治体系等建议。     

滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

西宁市特大滑坡监测预警示范

滑坡是西宁市主要的地质灾害类型,对当地人民群众生命财产安全危害严重,传统的监测方法以人工巡查为主,无法做到监测数据实时传输,远不能满足新形势下地质灾害防治工作的需求.以张家湾特大型滑坡为研究对象,实施了雨量、地表位移、裂缝位移及深部位移监测,率先在西宁市开展了滑坡实时自动化专业监测,通过对获取的监测数据分析,建成西宁市特大型滑坡监测预警示范工程,为实时掌握地质灾害变形规律、险情预报、灾害防治及政府防灾减灾决策提供技术支撑.     

岩土工程监测在地质灾害评价预测中的应用

在论述岩土工程监测技术发展及应用状况的基础上 ,提出了岩土工程监测系统建立的原则 ,分析了基础地质信息的重要性。结合川藏公路二郎山隧道工程实例 ,分析了岩土工程监测在围岩大变形、岩爆、滑坡等地质灾害评价预测中的应用。     

典型山区高速公路边坡远程监测系统应用及预测预警分析

以湖南娄新高速公路边坡地质灾害监测预警为例,选择典型滑坡安装了远程监测系统,捕捉了滑坡体局部变形破坏的全过程;通过滑坡时空演化规律的分析,表明滑坡在降雨作用下表现出从前向后逐步扩展的"渐进后退式"变形破坏模式,滑坡时间变形曲线呈现出与日降雨量密切相关的阶梯状演化特征。从滑坡裂缝体系分布特征来分析,滑坡失稳演化处于加速变形阶段。通过调用边坡变形预测模型库进行变形跟踪预测对比分析表明,灰色-时间序列模型预测精度最高,可以选择该模型进行降雨型滑坡变形跟踪预测。根据变形与日降雨量的加卸载响应比分析,表明滑坡监测点的加卸载响应比时序曲线与滑坡变形失稳过程相吻合。最后采用有效降雨量模型进行了地质灾害区域预警,发布了相关预警信息。通过在娄新高速公路滑坡的系统应用,有效地验证了远程监测系统和预测预警方法的科学性和时效性,为公路边坡地质灾害防灾减灾提供了新的手段和方法。     

滑坡灾害监测与预测预报研究现状及展望

我国滑坡灾害点多、面广,活动频繁,每年都会造成严重的经济损失和人员伤亡,是我国地质灾害主控灾型,监测与预测预报是滑坡灾害防灾减灾的重要途径.首先,系统讨论滑坡监测内容与技术的优势和局限性,归纳并对比分析各监测技术的利弊特征与适用条件.其次,从空间预测与时间预报两个方面,总结滑坡测预报模型的最新进展,并分析各类预测预报模型的优势与局限性.然后,讨论滑坡监测与预测预报研究现状中存在的问题.滑坡监测技术针对性强,但整体适用性、综合监测的集成性及仪器在恶劣环境下的存活率与稳定性等方面与实际需求相比还存在差距.滑坡综合预报模型多为综合方法分析单一内容,其多维性与准确性仍有优化空间.气象类预报模型弱化了对滑坡失稳破坏机理的认识.最后,针对存在的问题,根据国家减灾需求,建议基于各监测手段的独特优势,优化其工程适用性和可靠性,加强综合监测技术的集成性,提高综合监测信息的融合分析能力.深化滑坡预测预报模型对地质体失稳破坏机理的分析,优化综合预测预报模型方法与内容上的多维性,从而提高对滑坡运动预测的整体性和准确性.     

多源数据融合在岩质滑坡监测预警中的应用

在基于滑坡变形的专业监测预警工作中,滑坡后缘裂缝附近会设置多个变形监测点进行位移监测,以覆盖关键变形区域,从而确保监测数据的完整性和可靠性,并基于可靠的预警方法对滑坡变形进行预警。但现有监测预警信息的发布仅根据单点变形数据进行预警,未进行多源数据融合的监测数据综合研判,无法反映出滑坡整体发展趋势,且很可能因为单点监测数据的异常造成误报。本文采用一种多源数据融合方法,通过综合多个滑坡监测点位所采集的变形数据,从整体监测数据的位移切线角度判断滑坡是否已经进入临滑阶段,并赋予各监测点位和预警等级对应的重要性权重系数,计算出滑坡进入临滑阶段的概率,当此概率大于或等于50%时,即可认为滑坡进入临滑阶段,并以此作为预警信息发布的依据。以贵州兴义龙井村岩质滑坡预警实例进行检验发现,该融合方法可实现对误差信息的剔除和有效信息的融合,提高预警信息发布的准确性,具有较好的工程应用价值。     

滑坡监测预警云平台系统的设计及应用

设计一套滑坡监测预警的云平台系统,采用模块化设计方式建立云平台系统网络,开发独立的监测管理软件系统;在云平台中建立灰色Verhulst模型,对实测数据进行处理,通过灰色Verhulst模型对边坡的变形趋势进行预测,预测边坡可能产生滑坡的时间,实现对滑坡的提前预警.系统经过调试后部署于广西百色市田林县公路两旁的边坡进行实测,结果表明:滑坡云平台系统能够有效地监测边坡的变形,通过灰色Verhulst模型可实现对山体滑坡的预警.     

基于GIS的公路边坡危险性分析与预警系统研究

从宏观方面,针对滑坡易发性区划,选择高程、坡度、岩性、地质构造、铁路建设和年均降雨量6个致灾因子及其二级指标建立滑坡敏感性区划研究体系,以主客观综合权重方法为原型构建滑坡敏感性区划GP模型,并发布为网络服务,在WebGIS系统中调用该服务自动编制滑坡敏感性区划图.从微观方面,针对单体边坡,使用地理力学方法对边坡的稳定性进行计算与分析.然后根据已有监测数据,运用预测模型,判断滑坡所处阶段,确定滑坡预警级别.该文将地质灾害宏观区划与单体边坡稳定性分析以及监测预警相结合,运用到公路边坡信息管理系统中,从而实现对公路边坡的危险性分析和灾害预警.     

基于多模块的松散土质滑坡灾害综合预警模型研究

以辰溪县大水田乡窝棚溪滑坡为研究对象,通过远程全自动变形监测系统获取滑坡体的地表位移、深部位移、地下水渗压、土壤含水率及诱发降雨量等监测数据,在对数据筛选、处理的基础上,分析滑坡的变形特征,确定单体滑坡预警模型评价指标,通过建立滑坡发生概率预警模型、基于孔隙水压力的滑坡启程机制模型和基于降雨渗流过程的滑坡稳定性系数模型,提出松散土质滑坡灾害预警预报临界值的等级划分标准.结果表明,当孔隙水压力大于50 kPa,滑坡稳定性系数大于1时,滑坡处于加速变形阶段.根据每个监测点分别所达到的3个标准的最高预警级别,综合判断滑坡为黄色及以上预警等级.     

滑坡灾害短期临滑预报监测新途径研究

由于滑坡灾害的复杂性,迄今为止,尚未形成经得起大量实践验证的预报理论与方法,现仍然是地质灾害学中正在探索研究而未完全解决的难题.通过对滑坡灾害研究史、预测预报、监测技术的分析,认为在滑坡进入加速变形至剧变形破坏阶段,地表及深部监测网点及其设施遭受破坏,无法继续利用“点”式测量方法采集监测数据的情况下,地面三维激光扫描仪可不受干扰独立进行滑坡的“面”式测量,为预测预报滑坡的发生时间提供第一手连续可靠的数据资料,可进一步提高滑坡灾害预测预报的精度.     

基于SOA的地质灾害实时监测预警平台设计

构建具有良好兼容性的地质灾害监测预警平台,实现异构数据服务集成与灾害预警。通过采用面向服务的架构(SOA),在Spring MVC技术框架下以WebGIS方式集成了包括地理信息服务、监测数据服务、预警模型服务在内的多类异构服务,采用ECharts可视化组件、EhCache缓存框架、机器学习预警模型等技术增强平台实用性与可扩展性,并通过应用实践验证了平台的可靠性与设计目标。SOA架构与WebGIS结合构建地质灾害监测预警平台可对滑坡、泥石流、崩塌等典型地质灾害进行基于位置的综合信息管理,实现自动化监测预警,且具备较强业务扩展能力。     

用GPS技术进行滑坡监测中的数据采集及控制

三峡水库2003年建成蓄水后,库区水位大幅度升高,可能引起多处滑坡等地质灾害.现在对库区的滑坡地质灾害进行无线监测的研究发展很快,其主要运用技术有GPS.为更合理地在工程运用中进行数据的采集和监测,对利用GPS技术进行滑坡监测的系统模型展开了分析,以监测中的数据采集为中心讨论了把控制引入模型的方法,在控制信号的引入和生成过程中结合了监测系统和滑坡灾害的特点,最后以软件程序模拟方式进行了在监测系统中引入控制的试验.结果表明控制信号的引入是合理有效的,在实际工程中可以发展和完善.     

青海省囊谦县某高寒山区滑坡灾害特征与预警阈值分析

以青海省玉树州囊谦县白玛俄林寺滑坡为研究对象,从滑坡地质灾害的形成机理出发,综合考虑了环境特征、地貌特征、岩石力学性能、水文地质条件、岩性特征、人类工程活动等影响因素,结合雨量监测、地表位移监测、裂缝发育监测等实测数据对研究区滑坡的失稳机理和预警阈值进行分析。基于实时监测调查资料,结合失稳机制等建立稳定性预测,以滑坡稳定性状态阈值划分标准为统一标尺,建立多参数监测,结合岩石力学、水文地质、工程地质等预警指标判断标准,为高寒山区降雨型滑坡早期预警提供新的研究思路和经验支撑。     

滑坡地质灾害无人监测预警平台设计

为远程实时监测边坡稳定状态并及时进行滑坡地质灾害预警,减少人员财产损失,设计了一种滑坡地质灾害无人监测预警平台。提出了短距离自组织无线传感网络和北斗短报文/GPRS远程通信技术相结合的无线数据传输方案,以及边坡地表变形、地下变形、内力、水文、环境等参数的低功耗传感检测方案,进而实现了免线缆的滑坡地质灾害无人监测硬件平台;建立了滑坡地质灾害预测预警系统软件平台,实现边坡监测数据的阀值预警、边坡稳定性辅助分析和远程支援专家数据访问与会商等功能。该系统平台具有部署维护成本较低、功能全面实用的特点,在边坡稳定性参数监测和滑坡地质灾害的预测预警方面具有一定的推广价值。