边坡变形阵列位移传感监测技术
边坡工程变形监测技术方案
边坡工程变形监测技术方案1. 前言边坡工程是指地质灾害治理中对山体崩塌、滑坡等地质灾害进行防治的工程性措施。
边坡工程在进行构筑时，需要对边坡的变形进行监测，以保障工程的安全性和稳定性。
因此，边坡工程变形监测技术方案十分重要。
本文将对边坡工程变形监测技术方案进行详细阐述，旨在为边坡工程变形监测提供技术支持。
2. 边坡工程变形监测概述边坡工程变形监测是指通过一定的技术手段对边坡的变形情况进行实时或定期监测，以及时发现并处理边坡工程的问题，确保边坡工程的安全性和稳定性。
一般来说，边坡工程变形监测包括以下几个方面的内容：（1）水平位移监测：对边坡工程水平方向的位移进行监测，及时发现边坡的侧向位移情况。
（2）垂直位移监测：对边坡工程垂直方向的位移进行监测，及时发现边坡的垂直位移情况。
（3）变形速率监测：对边坡工程的变形速率进行监测，了解边坡变形的速度情况。
（4）裂缝监测：对边坡工程的裂缝进行监测，及时发现并处理边坡的裂缝问题。
3. 边坡工程变形监测技术方案在边坡工程变形监测中，常用的技术方案包括全站仪监测技术、GPS监测技术、遥感监测技术、振动监测技术等。
下面将分别对这些技术方案进行详细介绍。
（1）全站仪监测技术全站仪是一种测量仪器，可以测量水平角、垂直角和斜距，适用于边坡工程的水平位移和垂直位移监测。
全站仪监测技术的具体操作步骤如下：① 设置全站仪：首先在测量点附近设置好全站仪，进行水平校准和垂直校准。
② 观测目标：使用全站仪对边坡工程的监测点进行观测，记录下水平角、垂直角和斜距。
③ 数据处理：将观测到的数据进行处理，得到边坡工程的水平位移和垂直位移情况。
全站仪监测技术能够实现边坡工程的实时监测，具有响应速度快、准确度高、数据处理简便等优点。
（2）GPS监测技术全球卫星定位系统（GPS）是一种通过卫星信号进行位置测量的技术，适用于边坡工程的水平位移监测。
GPS监测技术的具体操作步骤如下：① 设置GPS测量点：在边坡工程的监测点附近设置好GPS测量点，确保能够接收到卫星信号。
使用测绘技术进行边坡变形监测的技巧
使用测绘技术进行边坡变形监测的技巧随着城市化进程的加快，工程建设的需求不断增加。
而边坡工程是建设过程中常见的一种工程类型，其稳定性对工程质量和周围环境的保护至关重要。
然而，由于地质条件和人为因素的影响，边坡的变形和破坏往往不可避免。
因此，对边坡变形进行监测显得越发重要。
本文将介绍使用测绘技术进行边坡变形监测的技巧。
一、技术背景和意义边坡变形监测是指对边坡进行实时监测和测量，以及对变形情况进行记录和分析的过程。
通过及时获得边坡的变形数据，可以及早发现和预警潜在的安全隐患，采取相应的维护和加固措施，从而保证边坡的稳定性和工程的安全性。
同时，边坡变形监测还可以为工程设计、施工和维护提供有效的数据支持，提高工程质量和可持续性。
二、测绘技术的选择在边坡变形监测中，选择合适的测绘技术是至关重要的。
常见的测绘技术包括全站仪测量、卫星定位系统（GPS）、激光扫描等。
根据实际情况和监测需求，可以综合应用多种技术，以获得更准确和全面的数据。
1.全站仪测量全站仪是一种集光学测量和电子计算于一体的测量仪器。
通过测量坐标、角度和距离等参数，可以获取地表点的三维坐标。
全站仪具有测量精度高、操作方便等优点，适用于小范围的监测工作。
2.卫星定位系统（GPS）卫星定位系统是一种利用人造卫星发送信号进行测量的技术。
它可以提供精确的三维位置信息，广泛应用于边坡变形监测中。
GPS具有全球覆盖、高精度、实时性等优势，适用于大范围和长期监测工作。
3.激光扫描技术激光扫描技术是一种非接触式测量技术，通过激光器发射激光束，测量物体表面的反射信号，从而获取物体的详细形状信息。
激光扫描技术具有高精度、高速度、高密度等优点，适用于复杂地形和高精度要求的监测工作。
三、数据采集和分析在进行边坡变形监测时，准确和可靠的数据采集是基础。
根据实际情况，可以选择不同的采集方式，如定期采集、实时采集和临时监测等。
采集到的数据包括边坡位移、土体变形、地表沉降等。
数据采集后，需要对数据进行处理和分析，以便进一步判断边坡变形情况。
浅析变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的应用
浅析变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的应用
高陡边坡的稳定性监测对于防止边坡发生滑坡、崩塌等灾害事件具有重要意义。
变形
监测技术作为边坡稳定性监测的一种重要手段，可以实时、精确地获取边坡的变形信息，
为边坡稳定性评估和预警提供有力支持。
变形监测技术主要通过监测边坡的形变、位移等变形参数，来评估边坡的稳定性。
目前，常用的变形监测技术主要包括全站仪、测量雷达、卫星测距等。
全站仪是一种常用的高精度变形监测仪器，它能够测量边坡的高程、水平位移等信息。
利用全站仪可以对边坡的不同部位进行监测，获取到边坡的变形数据，并可以进行多点连
线测量和数据处理，实现对边坡整体变形情况的监测和分析。
全站仪具有测量精度高、监
测范围广等优点，因此在高陡边坡的稳定性监测中得到了广泛应用。
测量雷达是一种通过测量微波信号的来回传播时间来获取目标距离的无线测量技术。
测量雷达主要通过监测雷达信号的反射强度和时间来获取边坡的位移信息。
该技术具有非
接触式测量、测量范围广等优点，可以实现对边坡不同位置进行远程监测，对于边坡的位移、形变等参数进行实时观测，为边坡稳定性的评估和预警提供了重要依据。
卫星测距技术也是边坡稳定性监测中的重要手段。
卫星测距利用卫星定位系统（如GPS、北斗等）来测量目标的位置信息。
通过在边坡上设置测量点，并采用卫星测距技术获取测
点的坐标信息，可以实现对边坡的位移、变形等参数进行实时监测。
卫星测距技术具有测
量精度高、监测范围广等优点，已经在边坡稳定性监测中得到了广泛应用。
浅析边坡变形监测方法
浅析边坡变形监测方法核心提示：边坡变形监测对边坡稳定性的判断、防灾救灾对策的制定具有重要价值。
边坡地面变形监测方法有：简易观测法、设站观测法、仪表观测法以及远程观测法；边坡地下变形监测方法有：测斜法、应变测量法、重锤法、时间域反射技术以及微震监测技术。
边坡按其成因可分为自然边坡和人工边坡，按介质成份可分为土质边坡和岩质边坡。
对于不同的边坡工程，其成因、组成成份各不相同，地质构造和地应力的分布更是千差万别，这样就决定了边坡监测是一个复杂的系统工程，它不仅跟监测手段的高低与仪器设备的优劣息息相关，也与监测技术人员对岩土体介质的了解程度和工程情况的掌握程度密不可分[1]。
因而对边坡进行监测时，应在充分了解工程地质背景的基础上，选择相应的方法和手段。
1边坡变形规律从边坡变形的角度来划分，边坡的状态可分为初始蠕变、稳定蠕变和加速蠕变三个阶段。
初始变形阶段，变形速率小，变形趋势不明显，一般在该阶段不一定发生破坏的征兆，监测系统的设计要求精度较高，侧重于长期监测。
稳定蠕变阶段，边坡变形发展加快，有时变形宏观可见，坡面或坡顶可能出现张裂缝，坡脚也有可能出现剪切裂缝。
此阶段位移量开始增大，监测系统设计要求测试敏感部位，量程和精度均要考虑[2]。
加速蠕变阶段，边坡变形速率大，变形趋势明显，监测系统设计对监测仪器的要求可适当降低，侧重于短期监测。
边坡变形的监测内容包括：地面大地变形、地表裂缝、地下深部变形及支护结构的变形，具体的内容选择应根据边坡的等级、地质条件、加固结构特点等综合考虑。
2边坡地表变形监测方法2.1简易观测法简易观测法是通过人工观测边坡中坍塌、沉降、地面鼓胀、地表裂缝等现象，适用于监测发生病害的边坡，定期对崩坍、滑坡等宏观变形迹象进行观测，能够从宏观上掌握变形动态及其发展趋势。
简易观测法结合其它方法的监测结果，可以大致判定边坡所处的变形阶段并预测短时期内坡体的滑动趋势。
简易观测法虽然操作简单，但对于变形速率较大的边坡仍然是十分有效的监测方法。
边坡变形灾害监测治理信息技术研究
边坡变形灾害监测治理信息技术研究边坡变形灾害是一种常见的地质灾害，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
为了及时掌握边坡的变形情况并采取相应的治理措施，研究人员们致力于开发和应用信息技术来进行边坡变形灾害的监测和治理。
首先，边坡变形灾害监测的信息技术包括遥感技术、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等。
遥感技术利用卫星和航空平台获取边坡的影像数据，通过对影像的解译和分析，可以获得边坡的地形、植被覆盖情况等。
地理信息系统将边坡的各种数据整合到一个系统中，通过空间分析和模型构建，可以对边坡进行综合评价和预测。
全球定位系统则能够实时获取边坡的位置信息，通过不断监测边坡的位移，可以及时发现变形迹象。
其次，边坡变形灾害治理的信息技术主要包括数字测绘技术、数值模拟技术和智能监控技术等。
数字测绘技术通过激光雷达、测距仪等设备获取边坡的地貌数据，能够实现对边坡形态的精确测量。
数值模拟技术利用计算机模拟边坡的变形过程，可以预测边坡的稳定性，并确定合适的治理方案。
智能监控技术则是通过传感器和监测设备对边坡进行实时监测，当边坡出现变形迹象时，系统会发出预警信息，提醒人们采取相应的措施。
信息技术在边坡变形灾害监测治理中的应用，可以提高监测的精度和时效性，帮助人们及早发现边坡的变形迹象，从而采取相应的措施，避免灾害的发生。
同时，信息技术还可以帮助研究人员进行大数据分析，挖掘边坡变形的规律和机理，为边坡变形灾害的预测和防治提供科学依据。
总而言之，边坡变形灾害监测治理的信息技术研究是一个重要的课题，具有重要的现实意义。
随着信息技术的不断发展和创新，相信在不久的将来，我们将能够更加有效地监测和治理边坡变形灾害，为人们的生命财产安全提供更好的保障。
边坡位移传感器原理
边坡位移传感器原理
边坡位移传感器是用来测量边坡或土质边坡运动的仪器。
它
的原理基于监测点的位移变化，并将其转化为电信号输出。
1.阻力式传感器：这种传感器是通过感知通常通过土壤的位
移来测量边坡的位移。
它包括一个传感器杆和一个与之相连的
测量装置。
当土壤位移发生时，传感器杆会相应发生位移，从
而引起测量装置的变化。
这种传感器通常使用的校正装置来补
偿温度或风速的影响。
2.光纤传感器：光纤传感器原理是通过光纤中传播的光信号
受位移影响而产生的光纤长度或光强度比较来测量边坡的位移。
常用的光纤传感器包括布拉格光纤传感器和拉曼光纤传感器。
这种传感器具有高灵敏度和高稳定性的特点。
4.GPS系统：GPS全球定位系统可以用来测量边坡的位移。
它利用卫星信号来确定监测点的三维位置。
通过连续监测地点
的位置变化，可以计算出边坡的位移。
这种方法具有高精度和
广覆盖范围的特点，但需要较高的设备成本。
边坡位移传感器的原理多种多样，根据具体的使用场景和应
用需求，可以选择适合的传感器来监测和测量边坡的位移。
这
些传感器可以提供及时准确的数据，帮助工程师有效地评估边
坡的稳定性，及时采取相应的措施，避免潜在的灾害。
浅析变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的应用
浅析变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的应用随着经济的快速发展和城市化进程的加速，大量的高陡边坡工程被建设和使用。
高陡边坡的稳定性受到地质、水文、地形等多种因素的影响，这使得边坡的稳定性监测成为了一项必要的技术措施。
变形监测技术是一种常用的高陡边坡稳定性监测方法，在实际工程中有着广泛应用。
一、变形监测技术的原理与分类变形监测技术是指通过对地表或者边坡结构进行测量，获取其内部或者外部构件运动的状态和特征的一种技术手段。
目前，常用的变形监测技术主要包括以下几种：1、全站仪监测技术：全站仪可以通过测量物体的三维坐标来判定其形变状态，因而在高陡边坡稳定性监测中更常用。
2、倾角传感器监测技术：这种技术可以实时测量边坡倾角的变化，因此可以灵敏地监测到边坡的形变状态。
3、位移传感器监测技术：可以测量垂直或水平方向的边坡位移情况，适用于边坡稳定性监测。
1、变形监测技术可以实时反映边坡位移情况，及时预警边坡发生滑坡、塌方等现象，保证人员的安全。
2、变形监测技术可以在边坡工程施工期间监测边坡变形情况，及时调整工程方案和施工方法，保证工程的顺利进行。
3、变形监测技术可以收集边坡运动数据，对边坡运动规律建立数学模型，为科学研究和防灾减灾提供有力依据。
4、在高陡边坡稳定性监测中，变形监测技术与其他技术手段结合，可以更准确、全面地掌握边坡整体的变形情况，为稳定性分析、灾害预测预警提供更全面、精准的数据支持。
综上所述，变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的应用具有重要意义。
未来，随着技术的不断进步和应用的不断拓展，变形监测技术将在高陡边坡稳定性安全监测中作用越来越重要。
滑坡变形监测方案
滑坡变形监测方案1. 简介滑坡是一种常见的地质灾害，其发生通常与地表的巨大滑动、失稳和破坏有关。
为了及时掌握滑坡的变形状况，保护人民生命财产安全，采取监测滑坡变形的措施十分必要。
本文将介绍一种滑坡变形监测方案，包括监测方法、监测设备和数据处理等方面的内容。
2. 监测方法2.1 动态监测动态监测是通过实时采集滑坡变形数据，通过分析数据的变化趋势，判断滑坡的稳定性和可能发生的危险性。
常用的动态监测方法包括：•连续位移监测：使用位移传感器或卫星定位技术，定期测量滑坡的位移变化，以便实时掌握滑坡的变形情况。
•GPS监测：通过安装GPS接收器，测量滑坡上各测点的三维位移，可以实时监测滑坡的变形变化。
•遥感监测：利用遥感技术获取滑坡区域的高分辨率遥感影像，通过对影像的比对分析，判断滑坡的变形情况。
•声波监测：通过在滑坡区域埋设声波传感器，并结合声波测量仪器，实时监测滑坡区域的声波振动情况，以判断滑坡的变形情况。
2.2 静态监测静态监测是通过定期采集滑坡变形数据，对数据进行分析和处理，以评估滑坡的稳定性和可能的风险。
常用的静态监测方法包括：•光纤测温监测：通过在滑坡区域埋设光纤传感器，利用传感器对温度的敏感性，测量滑坡的表面温度变化，以判断滑坡的变形情况。
•声波监测：通过在滑坡区域埋设声波传感器，并结合声波测量仪器，定期监测滑坡区域的声波振动情况，以评估滑坡的变形情况。
•遥感监测：利用遥感技术获取滑坡区域的高分辨率遥感影像，通过对影像的比对分析，评估滑坡的变形情况。
3. 监测设备3.1 位移传感器位移传感器是监测滑坡位移变化的重要设备，常用的位移传感器有：•激光位移传感器：通过激光测距技术，测量滑坡上测点的位移变化。
•压电位移传感器：通过测量压电位移传感器的电阻变化，来判断滑坡位移的变化情况。
•GPS位移传感器：通过GPS定位技术，测量滑坡上测点的三维位移变化。
3.2 声波传感器声波传感器可以实时监测滑坡区域的声波振动情况，以判断滑坡的变形情况。
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2. 2 威红铁路鲁木山隧道进口路堑边坡 该边坡为老滑坡，2012 年 6 月底连续 降 大 到 暴
雨，发生较大变形。变形监测传感器为铁路安全运营 提供了及时的数据。边坡变形监测结果如图 6 所示。
图 6 边坡变形监测结果示意
组成，在传感器近端有固定节，用于连接电缆，在传感 器远端有固定点，用于基点的固定； 每个节点采用复合 接头进行连接； 每个分阵列安装有微处理器和数字式 温度传感器，温度测试主要是为补偿地温对传感器的 影响，如图 4 所示。通过试验和验证，传感器每 32 m 的测试精度为 ± 1. 5 mm，传感器的安装布置也是测试 误差的重要来源，温度适宜范围 － 30 ℃ ～ 50 ℃ ，水下 承压 100 m 深度，可水平或垂直布置。
1 微电子机械系统的变形测试原理
变形监测系统的基本元件是基于微电子机械系统 的微型加速度传感器，长度为 500 μm，由活动质点、固 定电极、可变陷槽、弹簧及固定端等组成，如图 2 所示。 活动质点在不同位置对应不同的电极电压，在重力场 作用下，当微型加速度传感器偏离既有位置时，引起活 动质点与重力加速度方向的夹角变化，使得电极电压 发生变化，而 对 于 三 维 方 向 的 角 度 变 化，均 能 准 确 反 应。通过标定，能获得传感器三维角度变化与电极电 压之间的关系。
每个测试单元即为一节，长度一般为 30 ～ 50 cm。 每节设置有一个微型加速度传感器，可测试得到传感 器在三个方向上与重力加速度方向的夹角 θ（ x，y，z 方 向的角度分别为 θx，θy，θz ） ，如对于 X 方向而言，可得
112
铁道建筑
December，2012
图 2 基于微电子机械系统的传感器
到测试单元在该方向上传感器末端相对于基点端的相 对位移 Δx，在 X 方向的角度发生变化时，相对位移之 差即为角度变化引起的变形量。对于多节传感器，前 一节的末端即为后一节的基点端，进行变形累加后得 到多节单元的总变形量。变形测试方法如图 3 所示。
每个变形测试传感器，由很多 8 节单元（ 分阵列）
我国地质构造复杂，山地占三分之二，山区铁路也 已达近 3 万 km，占已有铁路总长的 30% 以上，边坡分 布尤为广泛。根据规划，至 2020 年，全国铁路营业里 程达到 12 万 km 以上，随着山区铁路建设的加快，铁 路边坡数量将大大增加，尤其是当前我国铁路发展快 速步入高速客运和重载货运时代，列车运行振动作用 和极端气候条件都可能引发边坡灾害，加强铁路边坡 监测意义重大。
电厂房） 变形，自 2009 年以来，阵列位移传感已经安装 在混凝土结构中进行变形监测。监测结果如图 5 所 示，准确地获取了结构的变形数据，为混凝土结构的维 护提供了基础数据。
图 3 变形测试方法示意 图 4 阵列位移传感器结构示意
2012 年第 12 期
边坡变形阵列位移传感监测技术
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图 5 混凝土结构变形监测结果示意
变形测试传感器主要是连续测试沿长度排列方向 的三维位移或变形，因而称为阵列位移传感。同时，可 以应用现代电子技术，采用 RS485 或 232 接口进行数 据采集，可方便实施自动化技术进行无线网络控制与 数据传输。
2 阵列位移传感的监测应用实例
2. 1 加拿大新不伦瑞克省大水坝 该大坝的混凝土开裂引起的混凝土结构（ 门和发
边坡监测内容包括变形、地下水、应力应变等诱发 因素，变形作为边坡稳定的直接判定条件是监测的重 点。边坡监测方法中，除常用的大地测量方法和测斜 管法 外，出 现 了 大 量 的 新 技 术，如 全 球 定 位 系 统 （ GPS） ［1］、测量机器人［2］、三维激光扫描监测［3］、地面 数字摄影测量［4］、遥感监测、地表裂缝张合监测、合成 孔径干涉雷达、时域反射测试（ TDR） 、光纤传感器监 测［5］等技术。 这 些 方 法 结 合 具 体 工 程 特 点 及 其 环 境 条件，在工程中发挥了重要作用，但也有各自的适用范 围，并不完全适用于铁路边坡监测。使用最普通的测 斜管法可以获取边坡坡体内部变形情况，操作简单，但 是测试精度和效率较低，无法实时获取数据。阵列位 移传感器是一种可以被放置在一个钻孔或嵌入结构内 的变形监测传感器，其测试方法与测斜管法类似，由若 干个分阵列单元依次连接组成，如图 1 本文主要介绍
摘要： 我国铁路线路里程长，边坡数量多，分布广，随着高速客运和重载货运列车的开行，影响边坡稳定 的因素也较以往更为复杂。边坡变形作为边坡稳定直接判定条件，是边坡安全监测的重点。本文介绍 了一种基于微电子机械系统的阵列位移传感器测试边坡变形新方法，变形监测传感器可以被放置在一 个钻孔或嵌入结构内，具有精度高、功耗低、自动实时采集及无线传输数据等优点，可应用于铁路边坡的 变形监测与稳定性分析，对维护铁路系统的安全运行具有重要的意义。 关键词： 铁路边坡 变形监测 阵列位移传感 中图分类号： U213. 1 + 5 文献标识码： A DOI: 10． 3969 / j． issn． 1003-1995． 2012． 12． 33
铁道建筑
2012 年第 12 期
Railway Engineering
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文章编号： 1003-1995( 2012) 12-0111-03
边坡变形阵列位移传感监测技术
吕宾林1 ，吴敏敏2 ，王金文3 ，蔡德钩2 ，闫宏业2 ，姚建平2
（ 1． 中Biblioteka 铁道科学研究院，北京 100081； 2． 中国铁道科学研究院 高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081； 3． 中铁建设集团有限公司，北京 100040）
收稿日期： 2012-09-05； 修回日期： 2012-09-20 基金项目： 科技部科研院所基金（ 2011EG123257 ） ，中国铁道科学研究
院基金（ 2011YJ79） 作者简介： 吕宾林（ 1979— ） ，男，山东日照人，工程师，硕士。
图 1 阵列位移传感器
这种基于微电子机械系统测试原理的测试边坡变形的 新方法，该方法具有精度高、功耗低、可以自动实时采 集等特点。