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我国地质灾害具有种类多、分布广、危害大的特点。三峡库区是我国受地质灾害危害最为严重的地区之一,巫山县新城迁建区堆积体滑坡是其中的重点。为防治地质灾害,减轻地质灾害所造成的损失,我国实行“预防为主、避让与治理相结合”的方针,故研究地质灾害监测警技术具有重大实际意义。
目前滑坡监测采用方法多为常规方法,包括水文监测和大地测量、倾斜仪监测、位移计及伸缩仪监测等;随着高新技术的迅速发展,高精度、高效率监测技术方法应用于地质灾害监测预警成为必然发展趋势。时间域反射技术(TDR)和孔隙水压力监测仪等两种新技术方法正是在这种情况下产生的。
时间域反射技术(TDR)的研究和应用最早在国外,主要将其应用于大桥、各种管线等方面的工程质量检测,近年来在滑坡监测中有了一定的应用,而我国在这方面的研究和应用尚处于起步阶段。时间域反射技术(TDR)用于滑坡监测,是通过测定埋设在滑坡体中的测试电缆的变形来确定滑坡体变形的,TDR测试电缆本身就是传感器,它不仅技术较为新颖,而且具有成本低、不易损坏、安装简单、观测简便、经济实用、全孔连续观测等优点,它的应用和研究是目前国内外应用技术研究的亮点;孔隙水压力监测系统是通过埋设在滑坡体中的孔隙水压力测试探头来观测滑坡体中的孔隙水压力、含水率、水位标高及探头所在位置环境温度等的变化,它具有支持多探头、具有高精度、高稳定性、抗干扰能力强和自动运行等特点。
时间域反射技术(TDR)监测系统应用研究中,TDR测试线缆的安装非常重要,在安装TDR测试线缆时,要尽可能的保证测试线缆的垂直,在安装时可以使用一些辅助工具如重物或管材等。在课题研究内容中,采用TDR测试线缆和钻孔倾斜仪测斜管一起捆绑安装的方法,监测效果较好;孔隙水压力监测仪应用研究中,作为孔隙水压力监测仪的核心部件的孔隙水压力测试探头的安装是非常关键的,在安装孔隙水压力测试探头时,首先要研究分析滑坡体的岩性特征,将测试探头安装在需要监测的部位,其上下1~2m范围内用细砂充填,夯实,不同含水层间用粘土球或红土密封,保证测试结果能真实反映该层位的孔隙水压力的变化。
TDR监测系统应用研究以安装运行时间比较早、变形相对比较明显的巫山城区向家沟滑坡体中上部的TDRXJG1监测点为主要研究对象。根据时间域反射技术(TDR)监测系统基本原理,在研究工作中对滑带部位的TDR测试信号的幅值变化进行了分析,同时与安装在同一钻孔中的固定式钻孔倾斜仪的监测结果进行了对比,发现二者变化趋势一致,存在明显的相关性。最后用线性回归的方法确定了TDR测试信号的幅值变化量与滑坡体位移量之间的线性回归方程,得出滑坡体滑带部位的位移量。
孔隙水压力监测仪的应用研究中,以监测运行时间比较长的KXSXJG1测点为主,对巫山城区的向家沟滑坡孔隙水压力变化进行了分析,结果表明:孔隙水压力监测仪能灵敏反映滑坡体的水位标高、含水率、孔隙水压力和环境温度等的变化。在研究工作中还以孔隙水压力监测点KXS_XJG1的监测结果对滑坡体中上部的稳定性进行了简要计算,计算结果与固定式钻孔倾斜仪和GPS的监测结论基本一致。
由于时间域反射技术(TDR)和孔隙水压力监测仪在我国滑坡监测中是初次应用,且本研究课题注重于两种新技术方法在巫山城区堆积体滑坡监测中的应用技术研究,涉及面较窄,因此,这两种新技术方法在滑坡监测中的应用技术在今后还需要进一步的研究和探索。
总之,通过时间域反射技术(TDR)和孔隙水压力监测仪在巫山城区滑坡监测中的应用研究,对时间域反射技术(TDR)监测系统和孔隙水压力监测仪基本原理、安装工艺和监测数据的分析方法、应用效果进行了论述,证明二者在滑坡监测中的应用是有效的。