構(gòu)造斷面分析法在處理滑坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

邱龍偉 黃霞 鄭貴

[摘要]在進(jìn)行滑坡變形檢測(cè)的各項(xiàng)工作中，數(shù)據(jù)處理占據(jù)著非常重要的地位，并且在當(dāng)前所應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理方法也是不盡相同。本文從構(gòu)造斷面分析法的相關(guān)理論知識(shí)等方面，介紹了滑坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法和原理，并且根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用對(duì)該方法進(jìn)行可行性的論證。

[關(guān)鍵詞]構(gòu)造斷面 滑坡 變形監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)處理 論證

[中圖分類(lèi)號(hào)] P642.22 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-7-152-1

1滑坡變形的發(fā)生機(jī)理

滑坡變形的發(fā)生除了與地質(zhì)地貌等方面的因素有關(guān)之外，還與生態(tài)環(huán)境、氣候環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、水環(huán)境以及人類(lèi)的活動(dòng)等因素有關(guān)。但是我們應(yīng)該注意，引發(fā)滑坡變形和破壞的因素不可能單單指其外部因素的，還與其內(nèi)部的因素相輔相成，離開(kāi)了坡體變形破壞的內(nèi)部因素是不能產(chǎn)生作用的。

從某一方面來(lái)講，滑坡變形是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，而且我們所監(jiān)測(cè)的滑坡可以看成是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)然，無(wú)論是什么系統(tǒng)都是由一系列或者定量的部分要素組成的有機(jī)整體，在分析滑坡系統(tǒng)的整體過(guò)程中，就需要在研究變形的階段中全面掌控每一個(gè)部分、每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)。在進(jìn)行實(shí)際的分析過(guò)程中，很難進(jìn)行多點(diǎn)的空間監(jiān)測(cè)，所以往往采取單點(diǎn)的序列監(jiān)測(cè)，最后將這些采點(diǎn)進(jìn)行圖標(biāo)的繪制于分析，逐步的了解滑坡體的位移性。但是，當(dāng)前所應(yīng)用的整體分析方法與功能軟件比較少，其中最有效的一種方法就是采取位移等值線(xiàn)法來(lái)研究滑坡變形，通過(guò)垂直位移以及水平位移的獨(dú)立研究來(lái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后在整合在一起得出綜合結(jié)論。

在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和工作實(shí)踐以后，總結(jié)出了構(gòu)造斷面法來(lái)進(jìn)行滑坡變形的分析，能夠綜合斷面的時(shí)間、水平位移和垂直位移等方面的信息，方便繪制直觀(guān)的圖形，實(shí)現(xiàn)整體的對(duì)滑坡變形進(jìn)行掌握。

2構(gòu)造斷面的原理和方法

2.1構(gòu)造斷面的原理

在當(dāng)前的很多領(lǐng)域中，都應(yīng)用到了斷面的分析方法，并且發(fā)揮著不可忽視的作用，例如在建筑工程中分析計(jì)算土石方、水庫(kù)泥沙、庫(kù)容地質(zhì)層面、礦藏儲(chǔ)量等等多方面。在滑坡變形的監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)用構(gòu)造斷面的分析方法，會(huì)因?yàn)榛碌膭?dòng)態(tài)性而產(chǎn)生同一大斷面上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨時(shí)間、位移的變化而偏離，最后造成不共面的后果，但是另一方面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的現(xiàn)狀分布以及滑坡的下滑特性能夠間接地構(gòu)造成斷面，使得避開(kāi)不共面的干擾和影響。

在實(shí)際的地質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，滑坡上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)都是經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的勘探人員進(jìn)行實(shí)地勘探以后，再根據(jù)地形、地質(zhì)的特點(diǎn)以及周?chē)h(huán)境條件進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后在根據(jù)精確的坐標(biāo)進(jìn)行建造。在經(jīng)過(guò)實(shí)際的勘探后發(fā)現(xiàn)，滑坡在整體下滑時(shí)往往具有單一的方向性，而且其水平方向的位移與主滑方向多數(shù)一致，橫向方面的水平位移很小，但是在進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置時(shí)也會(huì)設(shè)置多個(gè)線(xiàn)狀點(diǎn)。

發(fā)生在主滑方向上的位移導(dǎo)致滑坡變形的關(guān)鍵，雖然發(fā)生在橫向于主滑方向上的位移很小，但是還是需要注意觀(guān)察和分析局部的坍塌以及粗差等因素的影響。

對(duì)于滑坡來(lái)說(shuō)，他是一個(gè)彈性體，可以采取坐標(biāo)軸投影的方法來(lái)表示，然后根據(jù)位移以及垂直面、水平面等設(shè)置構(gòu)造斷面，應(yīng)用矢量分解為理論的基礎(chǔ)構(gòu)造法。在經(jīng)過(guò)這種分解構(gòu)造的方法來(lái)構(gòu)造斷面，然后按照一定的比例縮小繪制斷面圖，在經(jīng)過(guò)放大位移量的處理方法再次調(diào)制斷面成果。

2.2構(gòu)造斷面的具體方法

在構(gòu)造出斷面以后，會(huì)出現(xiàn)方向、高程、起點(diǎn)、累距四個(gè)參數(shù)，并且這四個(gè)參數(shù)至關(guān)重要，是進(jìn)行矢量分解構(gòu)造法和放大位移構(gòu)造法的最重要數(shù)據(jù)。

2.2.1矢量分解構(gòu)造法

在進(jìn)行矢量分解構(gòu)造斷面的過(guò)程中，首先需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)地質(zhì)技術(shù)人員確定好的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，在確定主滑方向是需要考慮大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與資料，一旦使得位移量不準(zhǔn)確，就會(huì)嚴(yán)重影響主滑方向的確定，當(dāng)然也可以先確定主要的方向然后進(jìn)行逐步的調(diào)整。

在確定斷面的方向時(shí)，要遵循多數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分解在橫向主滑方向水平位移盡量小的原則；其次要確定斷面的起點(diǎn)位置，在斷面的方向線(xiàn)上進(jìn)行起點(diǎn)的選取，最好選取首次進(jìn)行監(jiān)測(cè)的斷面最高點(diǎn)或者最低點(diǎn)；最后要進(jìn)行得就是適量計(jì)算和成果表調(diào)制，利用計(jì)算出來(lái)的累距、監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程等進(jìn)行各期次各斷面的成果表調(diào)制。

2.2.2放大位移量在構(gòu)造法

在進(jìn)行放大位移量在構(gòu)造斷面的方法時(shí)，要嚴(yán)格的以矢量分解構(gòu)造法調(diào)制的斷面成果為基礎(chǔ)，再一次求解同一條斷面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移矢量。然后要選擇合適的位移矢量放大倍數(shù)，對(duì)每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直和水平位移進(jìn)行放大。再利用第一期矢量分解中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程和累距進(jìn)行同一條斷面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移求解，最后調(diào)制出余次各期斷面成果。

3分析方法比較

在經(jīng)過(guò)時(shí)間序列單點(diǎn)分析以及構(gòu)造斷面、多點(diǎn)等值線(xiàn)圖三種方法進(jìn)行分析計(jì)算之后，發(fā)現(xiàn)其結(jié)果基本一致，就表明在該河流區(qū)域的滑坡主要經(jīng)受季節(jié)氣候的變化以及周?chē)h(huán)境等多因素的影響，出現(xiàn)了緩慢的下滑趨勢(shì)。在使用時(shí)間序列單點(diǎn)以及位移分析、沉降圖等綜合方法進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，能夠更加精細(xì)準(zhǔn)確，并且適合大部分的范圍，但是也有不足之處就是整體性的效果還不夠明顯，缺少具體監(jiān)測(cè)定點(diǎn)之間的聯(lián)系分析，使用且來(lái)比較繁瑣，工作量比較大。在利用多點(diǎn)等值線(xiàn)圖進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，能夠比較準(zhǔn)確的把握垂直方向和水平方向之間的位移，能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)的整體性，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)直觀(guān)性比較不足。使用構(gòu)造斷面的分析方法，不僅僅具有較強(qiáng)的整體性和直觀(guān)性，還能夠準(zhǔn)確的把握各方位的位移量。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)滑坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法的分析、比較，我們可以發(fā)現(xiàn)構(gòu)造斷面的方法不僅僅能夠很好的對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間進(jìn)行有效地聯(lián)系，體現(xiàn)出較強(qiáng)的整體性，而且在分析觀(guān)察的過(guò)程中也比較直觀(guān)、清楚，能夠準(zhǔn)確的掌握監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間位移量和方向特點(diǎn)，充分的證實(shí)了其在處理滑坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的可行性。

參考文獻(xiàn)

[1]謝謨文，柴小慶，賈寧.滑坡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用.《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》 .2011年10期.

[2] 作者：崔宏偉.滑坡地段淺埋公路隧道施工監(jiān)控及極限位移分析.橋梁與隧道工程.蘭州交通大學(xué).2012（學(xué)位年度）.