变形监测技术报告

变形监测技术报告（共8篇）

篇1：变形监测技术报告

时代广场项目变形观测

技 术 报 告

辽宁科技大学测绘教研室

2010年11月

报告编写人：***

基坑支护监测方案 工程概况及周围环境

1.1工程概况

基坑尺寸约100x100m。

该工程主体建筑由辽宁科技大学建筑设计研究院设计，主楼24层，其余范围均为全地下室，地下室计3层，设计±0.000标高相当于黄海高程7.950m，地下三层各部分的楼板标高均有错位，基础底板板面标高分别为-13.050，地下二层板面标高分别为-9.850，地下一层板面标高为-6.650，地下室顶板标高分别为-1.850。主楼基础的承台厚度一般为2m，底板厚度0.9m；其余范围基础的承台厚度一般为1.55m，底板厚度0.8m。工程桩采用钻孔灌注桩，自然地坪及周边道路人行道的绝对标高在6.670m～7.770m之间变化，设计分别取7.100m及7.800m作为设计室外地坪标高，综合考虑地下室基础及垫层厚度后：该基坑设计开挖深度分别为13m、13.55m、13.9m、14.25m。为有效控制基坑的变形，沿竖向设置三道钢筋混凝土支撑。1.2 周围环境

本工程地下室南侧部分地下室外墙距离千山路道路边线最近处约18m，千山路下埋设有大量的市政、电力、煤气管道，但距离基坑均比较远。

基坑东侧为千山街，地下室距离千山街道路边线约13m，路下埋有电缆、煤气、自来水、雨水、污水等管线。

基坑西侧为小学教学楼，4层框架，地下室距离学校建筑最近处约13m，距离学校围墙约11.6m。

方案依据及技术标准

(1)辽宁科技大学建筑设计研究院《时代广场基坑支护设计说明》；(2)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；(3)《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；(4)《建筑变形测量规程》(JGJ/T8-97)； 监测目的及内容

3.1测试目的

在基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。

基坑监测的目的如下：

(1)检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。

(2)确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。

(3)积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。3.2测试内容

根据本工程的具体情况，依据有关规范的规定和围护设计方案及业主对施工监测工作的要求，对以下方面进行监测：

(1).基坑周围环境监测：主要包括周围建筑物及道路的沉降等，共布置24个测点(S1～S24)； 4 监测仪器与测点的埋设

(1)测点埋设：测点应选在建筑物的墙角、人行道路等处。在设计位置使用电锤埋设一沉降监测标点，如埋设不便，也可用红漆标记。

(2)仪器：采用日本拓普康仪器有限公司生产的NI005A型水准仪。

(3)监测：按三等水准要求测量。

5监测工期与监测频率

在导墙施工前做好周围各环境监测点的设置并取得原始数据，基坑开挖前埋设好所需的已知点，并取得原始数据。

(1)周围环境监测应贯穿于地下室施工全过程，在导墙施工前对周围环境作一次全面的普查，记录好最初的原始观测数据，以便与基坑工程中监测结果进行比较。导墙及地下连续墙施工时一周观测一次，在土方开挖期间每3天观测一次，其余间隔5天1次。

(2)其它监测项目挖土期间每天观测一次，当测试项目的数据到达警戒值附近或数据波动起伏较大时，则加密观测次数，必要时进行不间断的连续观测。监测资料整理与成果分析

6.1 监测资料整理与成果分析

监测资料整理与成果分析，对沉降、水平位移等进行资料整理与分析，直接制图打印。现场提供以下数据：

(1)沉降：地下连续墙墙顶、支撑立柱及周围环境监测点的沉降和沉降速率(2)水平位移：地下连续墙墙顶各测点的水平位移和水平位移速率；墙、土体的最大水平位移、位移速率及最大水平位移深度，遇位移速率超过报警值时，还提供水平位移与深度关系曲线、水平位移时程曲线。6.2提交的即时报告和监测报告

观测数据当天填入规定的记录表格，并提供即时报告给设计、监理及施工单位。基坑挖土施工开始后，每一周提供基坑开挖一周监测阶段总结报告，具体内容包括一周时间内所有监测项目的发展情况，内力或变形最大值以及最大值位置。监测过程中如测量值大于控制值时，应及时通知建设、监理、设计及施工等单位以便采取应急补救措施。

基坑监测结束后提交监测报告，其内容包括工程概况、遵循的标准文件及技术要求、测试目的与内容、测试仪器及测试方法、资料整理及成果分析、结论及建议等。质量保证和控制

7.1质量保证

(1)在时代广场基坑开挖监测工程中严格遵守《建筑基坑支护技术规程》等有关规范标准的要求，确保质量。

(2)派熟悉仪器使用方法和性能的测试人员进场，并严格按相应的操作规程进行操作。

(3)进场前做好仪器设备的标定工作，各监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且初始值的测试不得少于两次。基坑开挖施工前提供以下资料给各有关单位：

1）监测项目各测试点的平面布置图及剖面布置图；

2）各监测项目所采用的各测试仪器的型号、规格及各测试仪器和元件的标定资料； 3）各监测项目的初始数据。

(4)监测人员接甲方通知二天内进场，并服从工程总进度需要。(5)监测人员必须对数据的准确性负责，测试完毕后应签字备查。(6)监测数据应及时校核，如有异常应查找原因，及时采取措施。7.2技术指标

现场监测严格按下列控制标准进行控制：(1)环境监测：

测点允许沉降值待商定。

(2)地下连续墙墙体沿深度的水平位移监测：

预警值：水平位移30mm,水平位移速率5mm/天。(3)土体水平位移监测：

预警值：水平位移40mm,水平位移速率5mm/天。

(8)其它监测项目控制标准：数值不出现急剧变化。

在施工期间，若上述控制标准中有一项标准未达到满足,应立即通知业主及监理公司，并密切配合业主、监理公司及设计，提出合理化的建议措施，以保证工程安全顺利施工。业主与施工单位应提供的配合要求

(1).协调环境监测点的保护；

(2).负责基坑内外地下水位测点的放样；协调做好水位测点的保护；

(3).负责基坑水平支撑内钢筋计埋设点的放样；负责墙体试验段的放样； 9文明生产与安全生产

从安全教育、安全防范、安全措施、安全保护等方面按有关规定，认真做好文明施工，做到“文明生产”与“安全生产”。

(1)对参与施工的所有人员经常进行施工安全教育，选派专职安全员专门负责安全工作；

(2)场内安全标志醒日；

(5)合理进行场地布置，各种材料堆放整齐，进出道路畅通，保持场内整洁；

(6)作好施工现场的卫生工作；

篇2：变形监测技术报告

在地表形变监测中的应用探讨

摘 要:利用InSAR技术监测地表形变,是目前国际上遥感领域发展较前沿的研究课题,而PS InSAR技术是InSAR技术的改进和提高。分析了制约InSAR技术监测地表形变的因素,介绍了PS InSAR的基本原理和数据处理的关键技术,结合国内外PS InSAR的应用现状展望了发展前景。关键词:PS InSAR;地表形变;监测 1 引 言

利用星载雷达进行差分干涉测量(InSAR)来监测地面地表形变,是目前国际上遥感领域发展较前沿的研究课题。它可以监测地球表面厘米级甚至毫米级的形变[1],如地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等。但雷达干涉测量技术受到多种条件的制约,例如基线几何去相关导致很多图像不能用于干涉测量、大气折射使得很多干涉图受到影响,有时,这些误差会严重污染形变信息,使得形变监测变得困难和不准确。意大利人Ferretti在研究同一地区的多幅干涉图时发现,在城市和岩石裸露的干燥地区存在大量稳定且亮度很高的反射 点,称为永久散射体(Permanent Scatterers,PS),由于这些反射点(一般而言小于一个像元)保持着良好的相位信息和幅度信息,可以通过监测这些离散点相位的变化来获取形变信息,这种方法很好地克服了时间去相干和大气信号对地表形变提取的影响[2]。本文分析了InSAR技术监测地表形变存在的问题,介绍了PS方法的基本原理和数据处理的关键技术,通过对国内外试验研究分析,证明即使周围地区的相关性不好,甚至生成单个干涉图时没有明显条纹,在PS上也能得到可靠的的数字高程模型,并监测毫米级的地表形变。2 InSAR技术监测地表形变存在的问题

InSAR技术的核心是利用相位观测值获取目标的几何特征及变化信息。干涉纹图中任一像元的相位表示的是雷达与该像元间距离的变化和该目标的散射相位变化之和。若两次观测期间散射相位保持稳定,则干涉相位反映的是两次观测期间目标与雷达间距离的变化,其中包含地形信息,地表形变以及大气活动引起的相位延迟。因此,可以根据各分量对干涉相位“贡献”的大小,分别解算出地形信息、两次观测期间目标沿雷达视线方向的变化量以及大气延迟量等[3]。由于干

涉相位对微小形变极其敏感,毫米级的形变在干涉相位中都会有所反映。因而,利用重复轨道观测获取的干涉相位,通过差分处理去除两次观测相位中的共有量(平地效应、地形相位和大气延迟等),可以得到形变相位,进而反算形变量。这就是差分干涉测量(D-InSAR)监测地表形变的基本原理[4]。制约InSAR技术监测地表形变的因素主要来自两个方面。2.1失相干

InSAR测量是根据干涉相位进行的,即由相位差求解变化量。对于干涉处理而言,一个重要的前提是存在相干性,即两景影像信号的相似性或相关性。准确获取干涉相位需满足相干条件失相干条件下难以获取真实的干涉相位。失相干可以分为3类[5],即:(1)空间失相干;(2)时间失相干;(3)目标的非相干移动。雷达两次观测同一目标时空间基线过长,则雷达观测视线张角增大,引起雷达回波信号数据谱和目标谱的偏移,当偏移量达到一定程度时,则完全失相干,这时的空间基线称为临界基线。受临界基线的限制,只有部分垂直基线小于临界基线的干涉像对才可以进行干涉处理。与空间失相干相比,时间失相干主要是由于重复观测期间目标散射特性变化,使得两次观测获取同一区域内信号不相干,如同一观测区域内地物类型的变化,植被生长因素影响等。雷达目标的非相干移动是指由于目标变化强度过大而空间范围较小,产生的相位梯度过大,超过了干涉相位的临界梯度。2.2大气延迟

受两次观测时刻大气波动影响,特别是对流层湿度和温度的变化,产生不同的相位延迟,在相位图上表现出延迟量的非均一性。对于大尺度微小形变监测而言,这种非均一的相位延迟量作为误差引入到形变相位中,影响了InSAR测量的精度。大气的成份随时间和空间的变化而变化,其变化特征在时间域呈高频,在空间域则相对较低。

分析上述两个问题可知:准确获取形变相位需要解决两个主要问题,即:(1)低相干性条件下相位解缠;(2)差分相位中形变相位与大气延迟相位的分离。前者在于利用少量相干目标的干涉相位来恢复真实相位,需要解决的是离散目标的相位解缠,以此反演地表变化,而后者则是研究从干涉相位或者差分相位中抑制或者分离出大气延迟相位,以提高待解算量。PS InSAR技术的基本原理

PS技术的核心思想是对永久散射体干涉相位进行时间序列分析,根据各相位分量的时空特征,估算大气波动,数字高程模型(Digital Elevation Mod-el,简称DEM)误差以及噪声等[6],将其从差分干涉相位中逐个分离,最终获取每个PS的线性和非线性形变速率、大气延迟(Atmosphere PhaseScreen)以及DEM误差。经PS方法处理,获取的年度形变率的精度可以达到毫米级[7]。该方法是基于大量的合成孔径雷达(SAR)数据(一般大于20甚至30景),从中筛选出具有稳定散射特性的相干点目标,构成离散点观测网络(较之常规的变形监测网密度更高),通过分析PS点目标相位变化获取地表形变状况。由于将永久散射体作为观测对象,降低了空间基线对相干性的影响,即使在临界基线的条件下,仍然可以通过分析PS差分干涉相位的变化反演形变信息。但该方法往往需要反映地表形变特征的先验模型,如线性形变速率模型。另外,为了提高散射体高程的估算精度,并进行大气校正,需要大量的SAR数据进行统计分析。

PS技术一般采用的线性形变模型提取点目标对应的形变量,如测量长时间下保持稳定移动速率的地表移动的现象。该方法的优点是能一次性地获取中尺度(约2000km2)范围内的地表形变信息。由于非线性形变可以用线性形变模型来模拟,因而一些非线性形变也可以通过线性形变测量得到。若观测对象表现出明显的非线性特征,并且形变量变化大,则在PS点目标覆盖的范围内出现了不连续的区域,产生不连续(空间和时间上的)的原因是由于形变本身超出了所采用的模型的边界条件。这种情况下,若利用基于线性模型估算的形变速率来反演一定时间内的形变量,则必将与实际情况相差较大。可以通过两种方法来弥补线性模型模拟非线性形变的不足,一种是采用非线性形变模型,另外一种是将长时间间隔分解为数个短时间段,利用函数模型模拟各个时间段内的形变量,进而求解非线性量[8]。非线性模拟的处理过程相当复杂,而且非常耗时,限制了其用于大面积的形变测量,但随着处理技术的进步,处理时间将逐步缩小,处理的范围也可以进一步扩大。PS InSAR数据处理的关键技术 4.1 影像配准

影像配准就是计算参考影像到待配准影像的影像坐标映射关系,再利用这个

关系对待配准影像实行坐标变换、影像插值和重采样,影像配准的精度要求达到子像元级[9],通常分粗配准和精配准两个阶段进行配准。如果在SAR图像中均匀地布设了一些角反射器,那么我们就可以用角反射器的精确位置来进行图像的配准和重采样。4.2 生成干涉图

给定要进行PS处理的N+1幅SAR图像,选择其中一个作为主图像,其余的作为从图像。主图像的选择主要考虑到空间基线、时间间隔、季节以及图象质量等因素;如果分析的结果表明主图像的相位受大气影响很大,则应该选取其他图像作为主图像。选定了一幅主图像和其他N幅从图像,就可以生成N幅干涉图,同时获得相干图以及重采样后的从图像等。在生成干涉图的同时,还应该去掉平地效应引起的相位。4.3 PS点的选取

PS点的选择对于地壳形变计算至关重要,一方面,PS点应该具有很高的稳定性,另一方面,探测PS点的概率应当尽可能的高,以至于大部分PS点可以有效地挑选出来。通常用设定相关阈值来判断PS点,如果某一目标的相关值始终大于某一给定的阈值,我们就认为它是一个P点。但是由于干涉图的基线偏差以及DEM误差,使得有的相关图无法判断PS点。如果DEM引起的相位变化以及目标运动引起的相位变化没有得到消除的话,相关值大小往往会被低估,因此有必要采用200~300m范围内的基线作为PS方法选取干涉影像的标准。4.4 地形相位去除

在生成干涉图的同时,我们已经去除了平地相位。为了分离出形变相位,还要通过外部DEM或者干涉生成的DEM来去除地形相位。4.5 获取形变信息

在去掉平地相位和地形相位之后,剩余的相位成份包括形变相位、大气相位(APS)、由DEM误差引起的地形误差相位、噪声相位等。有N幅干涉图,对每一个PS点也就有N个等式,假定一个相位变化模型(比如,线性模型)和大气模型,对这些等式进行联立运算,得到最优的形变速率、DEM误差和大气相位项APS。对经过APS修正的干涉图再次进行运算,就可以得到大气校正后的形变值。5 PS InSAR技术在地表形变监测中的应用实例

2001年,Ferretti等人首次将PS InSAR技术应用于监测意大利著名的Ancona大滑坡[9],该地区受到时间去相关的严重影响,用传统的InSAR技术效果甚微。这个城市收集到的所有34幅欧洲遥感卫星(ERS)雷达图像全部被利用,时间跨越超过5年,最大垂直基线超过1600m。结果表明,在PS点被确认的地方, DEM精度大大提高了,达到0.5m,而且,地表形变速度场也与地面真实情况相符[10]。

接着在Pomona沉降的研究中,Ferretti将PS技术与传统InSAR进行比较[11],表明PS技术在监测形变中有明显的优势,而且即使是最好的差分干涉情况(比如,很小的垂直基线),应用PS技术也能极大提高成果质量。之后,Colesanti等人又将PS方法与GPS、几何水准测量方法进行了比较[12],证明PS的结果是可信的,尤其适合大面积低成本的监测,协调使用这三种技术能更好地改善地面形变测量的质量和可靠度。

国内许多应用研究部门对此表现出浓厚兴趣。由中国科技部、欧空局等单位合作的“龙计划”,在三峡库区安装了角反射器,用于监测三峡地区泥石流、滑坡等地质灾害[13];中国地震局地壳应力研究所张景发、英国伦敦大学学院Peter等研究人员在西藏当雄活动断裂带区域安装了角反射器,用于监测地壳运动形变。虽然一时还无法得到最终结果,但该方法已显示出强大的生命力[14]。6 结论与展望

PS InSAR技术是雷达遥感发展的又一个新阶段,它充分发挥InSAR测量的优势,并对其所存在的失相关、大气影响、基线估计等问题进行了很好的解决,利用那些经历长时间间隔仍保持高相干性的单个像元的相位信息,将研究区所有可能得到的SAR影像充分利用起来,避免数据在时间上存在空隙,不仅可以监测毫米级地形形变,而且达到对整个区域面的连续监测,为精确研究地表形变提供了强有力的工具。但PS方法是基于统计学原理,其应用建立在海量SAR数据(大于20)之上,并且对数据的要求较高,这使得该方法的应用面和实时性有所局限。但是随着SAR数据的不断增加和更多的SAR卫星上天,数据资源越来越丰富,空间分辨率和重访周期也不断提高,PS InSAR的应用有望更加实用化。特别是人工角反射器的安装和利用,既可作为影像配准的控制点,又能提供高度可靠的相位信息,将会进一步提高PS InSAR技术的可行性和可靠性。

参考文献

篇3：边坡变形监测技术分析

1 边坡变形监侧的作用

在土木工程各个建设领域中, 通过边坡工程的监测, 可以起到以下作用。

1.1 评价边坡施工及其使用过程中边坡的稳定性, 并作出有关

预测预报, 为业主、施工单位及监理提供预报数据, 跟踪和控制施工过程, 合理采用和调整有关施工工艺和步骤, 取得最佳经济效益。

1.2 为防止滑坡及可能的滑动和蠕变提供及时支持。

预测和预报滑坡的边界条件、规模滑动方向、发生时间及危害程度, 并及时采取措施, 以尽量避免和减轻灾害损失。

1.3 监测已发生滑动破坏和加固处理后的滑坡, 监测结果是评价滑坡处理效果的尺度。

1.4 为进行有关位移分析及数值模拟计算提供参数。

2 边坡工程监测的方法

目前, 我国边坡变形监测方法主要采用简易观测法、设站观测法、仪表观测法和远程监测法等。

2.1 简易观测法

简易观测法是通过人工观测边坡中地表裂缝、鼓胀、沉降、坍塌、建筑物变形及地下水位变化、地温变化等现象。

简易观测法对于发生病害的边坡进行观测较为合适, 也可结合仪器监测资料综合分析, 初步判定滑坡体所处的变形阶段及中短期滑动趋势。即使采用先进的仪表观测, 该法仍然是不可缺少的观测方法。

2.2 设站观测法

设站观测法是指在充分了解了现场的工程地质背景的基础上, 在边坡上设立变形观测点 (成线状、网络状) , 在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站, 用测量仪器 (经纬仪、水准仪, 测距仪、摄影仪及全站型电子速测仪、GPS接收机等) 定期监测变形区内网点的三维 (X, Y, Z) 位移变化的一种行之有效的监测方法。

2.2.1 大地观测法:

常用的大地测量法主要有两方向 (或二方向) 前方交汇法、双边距离交汇法、视准线法, 小角法、测距法及几何水准测量法, 以及精密三角高程测量法等。大地测量法有如下优点: (1) 能确定边坡地表变形范围。 (2) 量程不受限制。 (3) 能观测到边坡坡体的绝对位移量。由于大地测量法具有以上优点, 在边坡工程的地表监测中占主导地位。但大地测量法也受到地形通视条件限制和气象条件的影响, 工作量大, 周期长, 连续观测能力较差。

2.2.2 GPS (全球定位系统) 测量法:GPS测量法的基本原理是

用GPS卫星发送的导航定位信号进行空间后方交汇测量, 确定地面待测点的三维坐标。将GPS测量法用于边坡工程监测有以下优点: (1) 观测点之间无需通视, 选点方便; (2) 观测不受天气条件的限制, 可以进行全天候的观测; (3) 观测点的三维坐标可以同时测定, 对于运动的观测点还能精确测出它的速度; (4) 在测程大于1 Okm时, 其相对精度可达到5*10-6一1*10-6, 优于精密光电测距仪。此法适用于边坡地表的三维位移监测, 特别适合于地形条件复杂, 起伏大或建筑物密集、通视条件差的边坡监测。

2.2.3 近景摄影测量法:

该方法是把近景摄影仪安置在两个不同位置的固定测点上, 同时对边坡范围内观测点摄影构成立体像时, 利用立体坐标仪量测像片上各观测点三维坐标的一种方法。

2.3 仪表观测法

仪表观测法是指用精密仪表对变形斜坡进行地表及深部的位移、倾斜 (沉降) 动态、裂缝相对张、闭沉、错位变化及地声、应力应变等物理参数与环境影响因素进行监测。目前, 监测仪器的类型, 一般可分为位移监测, 地下倾斜监测、地下应力测试和环境监测四大类。

2.4 远程监测法

伴随着电子技术及计算机技术的发展, 各种先进的自动遥控监测系统相继问世, 为边坡工程、特别是边坡崩塌和滑坡的自动化连续遥测创造了条件。远距离无线传播是该方法最基本的特点, 由于其自动化程度高, 可全天候连续观测, 故省时、省力和安全, 是当前和今后一个时期滑坡监测发展的方向。

3 边坡变形监测测点布置原则

3.1 测线布置

首先应确定主要监测的范围, 在该范围内按监测方案的要求确定主要滑动方向, 按主滑动方向及滑动面范围确定测线, 然后选取典型断面, 布置测线, 再按测线布置相应观测点。对于不同工程的边坡, 一般在布置测点时, 均有所不同。

3.2 监测网的形成

考虑平面及空间的展开布置, 各个测线按一定规律形成监测网。监测网的形成可一次完成, 也可分阶段按不同时期和不同要求形成。

3.3 局部加强

对关键部位如可能形成滑动带, 重点监测部位和可疑点, 应加强监测工作, 在这些点上加密测点。

4 边坡变形监测周期和频率

对于不同类型、不同阶段的边坡, 根据工程所处的阶段和规模, 以及边坡变形的速率等因素, 边坡变形监测的周期及频率有所不同, 应视具体情况而定。

参考文献

[1]白迪谋, 交通工程测量学, 西南交通大学出版社, 1996年,

[2]新建铁路工程测量规范, 中华人民共和国铁道部, 1999年,

篇4：变形监测技术报告

关键字：变形监测技术；桥梁检测；应用

引言

我们的祖国作为发展中的国家，近年来发展的迅猛程度令人惊叹。同时作为人口众多的国家，在发展的同时也伴随着人口压力和交通压力，立交桥的建设为缓解交通压力贡献了应有的力量。桥梁建设事业应运而生，并处于不断发展的阶段。结构复杂的桥梁层出不穷，规模也在不断扩大，这都预示着桥梁施工的发展方向是逐步实现超大化。此时，对桥梁进行的变形监测就是必不可少的。

从概念上来说，变形监测就是测量，用以精确定位被检测的对象或者物体的空间位置，或者研究其内部形态随时间所发生的变化特征，对于建筑物和工程建设施工有相当重要的意义。它是实现对建筑物安全状态的分析和评价、对设计参数进行分析和评价、对设计和现场施工质量的反馈、對变形规律的掌握和做出预报变形的重要方法。桥梁变形监测的主要工作是监测桥梁的整体性能，充分利用工程测量知识、掌握先进的测量技术、使用科学、精度相对较高的测量仪器，定期或不定期对桥梁的垂直和水平两个方向的位移变形进行监测。对于要求较高的桥梁，要利用现场测量所得实时数据，并做出影响线或者影响面，更直观观察桥梁各部位位移的变形状态，分析规律，指导施工，制定科学的桥梁维修措施，不断完善其养护办法。

这片文章以对广深高速公路桥梁监测所得实际的有效数据为例，介绍变形监测技术在桥梁监测中的应用。有效结合变形监测数据和工程实际，合理处理数据，总结变形规律，为现场施工的安全性提供理论保障和技术支持。

一、桥梁变形监测的理论分析

为确定现场作业方法，要对桥梁进行变形监测，这样可以提高对建筑物或构筑物的实际变形过程或变形趋势分析的精确度，也是检验桥梁设计和施工质量的重要方法。桥梁变形监测不仅包括桥梁沉降监测，还包括对承台水平位移的监测。在工程建设中，地面的沉降是常见的一种地质现象，同时也是不可避免的，它是一种环境地质变化，区域特性较为显著，因此，沉降监测是桥梁监测的重要内容之一。在建设桥梁时，要求技术人员把握桥梁的变形监测以及变形的程度，所以监测在水平方向上承台的位移也是很重要的。

不同的桥梁建筑物或者工程对测量的要求和规范也可能是不同的，这就要求技术人员能够根据工程个体的差异性特点，严格按照规范确定桥梁变形测量的等级和满足要求的精度，确保现场规范和安全作业。

（一）桥面沉降

桥面沉降也就是桥梁垂直方向上位移的变形。桥梁沉降观测的原则包括以下五条，⑴稳定点位基准点、工作基点和观测点；⑵仪器和设备要能平稳固定；⑶同一测量过程尽量稳定测量人员，避免更大的误差；⑷确保观测和环境条件前后一致；（5）对工程中各组成部分进行观测时，要求选择相同的观测路线，固定同一镜位，并运用相同的程序和方法。

桥面沉降监测包括布设沉降观测点，测量网，对跨河桥的沉降监测等多方面的内容。现场施工，大多采用闭合水准路线或附合水准路线的方法，运用高精度水准仪对沉降观测网进行确定。对于桥墩在河中央的跨河桥，就只能采用闭合水准测量这一种方法。测量时，把仪器架设在桥台上，把前后相邻的两个桥台作为测点进行观测，往测结束后进行返测，测量往测时没有测量的点。再通过往测已经侧过的点观测中间联测的部分，作跨河水准测量路线如下图。

图一跨河水准测量路线图

（二）承台水平监测

桥梁水平监测的主要内容是桥梁承台的水平位移监测，是通过观测水平位移基准网和测量水平位移观测点来实现的。在实际监测过程中，对控制网进行的布设和校核需要放在首要位置，它根据基准线条数的不同，在监测时分为两种不同的情况。对于简单的只布设一条基准线的大桥，在建立校核基准线稳定性要求的校核点的基础上，只需要对基准点的距离进行测量。但是如果大桥有多条基准线，除了以上监测过程，还要测量两个相邻基准点之间的距离和角度。利用多次现场操作的经验分析，得出测角误差和测距误差是影响观测精度的主要因素。

二、实施桥梁变形监测的方法分析

（一）工程概况

广深高速公路途径经济发达地区，是国家众多主干道中占有重要地位的一条，它全长约123Km。沿广深高速全线，共有99座桥梁，全长达45.35Km，其中立交桥占约?，长约12.8Km，上跨桥9座，总长1.1Km。可以作为代表性研究对象。

（二）桥梁工程项目监测

对广深高速公路的监测主要是沿着公路方向设置水准控制网和一些必要的水准控制点，对主线上的桥梁实行变形监测，这样做的目的是为了掌握桥梁结构在使用过程中的变形情况，为今后的养路工作打下基础。

（三）观察并测量桥面沉降

1.布设并测量沉降观测点和观测网

对所有需要监测的桥梁布设监测点，对于由于时间的推移或施工操作不当造成的破坏，要根据现场地址条件，适当在桥墩底部增设控制点。一般来说，三等水准采用闭合水准路线或者附合水准路线，按规范精度要求四等。

2.对沉降的监测

在对本工程进行监测测量时采用精度较高的DINI12高精度数字水准仪（±0.3mm/km），仪器必须要使用检定合格的产品，并且在施工使用前要进行严格具体的校正。工程采用闭合或附合水准线，布设时要根据监测点的分布情况埋设工作基点，保证技术人员前后可看到的距离，注意对路线的固定。

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检查至少三个以上的工作基点是每期观测沉降必不可少的前期工作，检查过程中，发现任何不合格的情况，都要继续检查更多的基点。从而判别本工程基点的合格度，从而制定相关的施工措施。利用测量所得到的高程数据，观察周围的各个沉降点，采用闭合或附合水准路线。要通过对基准点的检测，分析判断，以保证工作基点的可靠性，从而确保观测成果的可靠，并把所有检测资料存档上交。

3.跨河桥监测方法

为了研究变形监测技术在跨河桥桥梁监测中应用，对四座具有代表性的跨河桥进行水平位移基准网观测和水平位移观测点测量等等，这些大桥分别是东洲河大桥、川搓大桥、赤窑大桥、道窑大桥。下图是川搓大桥的监测点位置分布图。

图二川搓大桥监测点位置布置图

（三）承台水平监测

对跨河桥进行承台水平位移观测时，采用满足精度要求的TCA2003全站仪，测距精度为1mm+1ppm，测角精度要精确到秒。墩的埋设要求平面位移观测的精度为二等，但是我们原来布设的控制网并没有采取强制队中装置，所以要墩的埋设进行单独观测。本工程在测量各个观测点和基线之间的夹角时采用方向观测方法，同样采用此方法去观测基准点相对观测点之间的斜距。利用测量得到的数据计算监测点的坐标，再同之前的数据进行比较，选用比较精准的那组数据。采用具有自动瞄准功能的TCA2003进行观察，通过在监测点上安装棱镜的方法，可以在测量开始后实现自动锁定棱镜中心，不间断得进行观测，很有效得消除了人为因素和车辆通行时引起桥梁震动所造成的誤差，保证测量数据的精确性。

（四）监测数据处理

1.对监测数据进行的检核

影响变形监测内部及外部因素有很多，监测所得数据必然存在一定程度的误差，包括：粗略测量引起的误差（这类误差需要尽力避免），系统误差（可通过使用精度更高的仪器或优化观测程序和方法减小误差，但此类误差不可避免），偶然误差。为了提高测量的精确度，要尽可能得消除较为明显的误差，尽可能提高监测精度，只有这样才能将观测误差对变形分析造成的影响降到最低。在对监测数据进行检核时，可以根据场地种类的不同分别采用野外监测和室内监测。由于场地因素的随时间在不断变化，要求当天就对当日测得的数据进行整理。

2.分析监测所得数据

在对桥梁变形进行监测和分析时，最主要的两方面内容是对于桥梁空间特性的掌握，并研究分析其动态变化。选定目标桥梁的代表性桥墩或承台特征点，对他们按时进行定期的反复检查，对监测所得数据进行分析总结，得出被监测点群的沉降、水平位移等在随时间变化时的变化特点，通过多次实验多的众多数据中，选择以组代表性数据，该组数据要能很好反应数据的变化规律，为对下一组数据的预测提供依据，用于对目标建筑物或结构安全状况的评估，评判施工方法的合理性，为工程制定出更加完善的措施，缩小工期，节约成本。

通过以上例子的分析和研究，得出在我国桥梁建设中，大部分桥梁墩柱的稳定性相对良好，其沉降量相对并不明显，不影响桥梁和安全性，也不会缩短桥梁的使用年限，但仍然有个别桥墩发生了一定程度的下沉，但经过多次监测，这些下沉的桥墩并没有出现破坏现象。并且在采取措施进行加固后，并没有再发现沉降。经监测合格。

结语

桥梁监测变形是桥梁运行、管理和后期维护的重要手段，对保证公共交通出行安全具有很重要的意义，保证监测变形的精确度就很重要。虽然监测理论已经基本走向成熟，但对于不同工程出现的突发问题还是应该引起足够的重视，需要技术人员不断努力优化方案，为桥梁安全做出应有的贡献。

参考文献

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[2]过家春. GPS技术在桥梁变形监测中的应用研究[D].合肥工业大学，2010.

[3]朱新亮. 一种高速高精度光纤传感技术在桥梁监测中的应用[D].山东大学，2012.

[4]董学智，李胜，李爱民. 变形监测技术在桥梁监测中的应用[J]. 测绘，2012，01：13-15.

[5]赵正林. 有关GPS在桥梁变形监测中的应用[J]. 黑龙江科技信息，2012，13：88.

[6]王红霞. 三维激光扫描技术在桥梁监测中的应用[D].兰州理工大学，2012.

[7]张胜伟. 基于GPS技术的桥梁变形监测研究[D].山东理工大学，2012.

[8]姚平. GPS在桥梁监测中的应用研究[D].同济大学，2008.

篇5：微变形远程监测技术及应用

微变形远程监测技术及应用

论述了微变形远程监测技术的.基本原理,重点介绍了步进频率连续波(SF-CW)技术,并结合干涉测量成像系统(IBIS)说明微变形远程监测技术的应用领域和特点,以及发展前景.

作 者：罗刊 王铜 李琴 LUO Kan WANG Tong LI Qin 作者单位：武汉大学,测绘学院,精密工程测量国家测绘局重点实验室,湖北,武汉,430079刊 名：地理空间信息英文刊名：GEOSPATIAL INFORMATION年，卷(期)：20097(3)分类号：P258关键词：SF-CW SAR IBIS 动态监测 变形监测

篇6：变形监测技术报告

全球定位系统GPS,以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在变形监测中的应用越来越广泛.然而,目前GPS在变形监测方面的.应用也存在不足和局限性.本文首先对常规大地测量技术、特殊变形测量手段、摄影测量技术和GPS技术用于变形监测的现状及其特点进行总结,然后对目前GPS用于变形监测的模式、数据处理方法及其存在的问题作一介绍和分析,最后探讨GPS变形监测技术的发展趋势.

作 者：胡友健 梁新美 许成功 HU You-jian LIANG Xin-mei Xu Cheng-gong  作者单位：胡友健,梁新美,HU You-jian,LIANG Xin-mei(中国地质大学工程学院,武汉,430074)

许成功,Xu Cheng-gong(郑州经济管理干部学院,郑州,450000)

篇7：总结 变形监测

通过过去的六周对《变形监测技术及应用》的学习，让我对变形监测有了初步的了解以及更深一层的认识。首先知道了变形、变形体和变形监测等的概念。并且对变形监测所涵盖的范围，对变形监测的对象、内容、目的与意义有了清楚地了解及认识。其次学习到了变形监测两大类的监测方法、变形监测点和变形监测网数据处理的方法与变形监测网的稳定性分析。虽然在变形监测网数据处理的方法与变形监测网的稳定性分析学习的不是很透彻，但是也是有了很深刻印象。同时还了解了一下变形监测技术发展史。

变形监测中主要分为：工程建筑物变形的监测、基坑工程施工监测、边坡工程变形监测、桥梁变形观测。而变形监测的种类也分成了水平位移监测、垂直位移监测、倾斜观测、挠度观测、裂缝观测、摆动和转动观测，以及其具体监（观）测设计和方法等种类。并且通过几次室外的实习，深刻的学习到了什么是垂直位移监测，知道了如何将理论应用到实际中。更加认识到了变形监测的重要性。此外通过对边坡工程变形监测的学习，我学习到了边坡工程监测的目的、监测特点、内容、技术手段、方案审计以及最后的工作施工和监测资料汇总分析。并且通过老师的讲解，也知道到了一些书本上没有提到的注意事项，以及老师在以往的工作时的经验总结。同时也学习到了，一些比较陌生的测绘术语，像基坑工程监测，知道了他的概念，监测意义、方法等。真的是受益匪浅啊！

篇8：滑坡变形监测技术研究现状与展望

滑坡是指斜坡上的部分岩土体沿其软弱结构面(带)在重力等综合因素的影响下,失去原有平衡而向下滑动的不良地质现象。我国是一个地质灾害频发的国家,因其独特的地质构造环境,我国滑坡地质灾害问题非常突出。近几年来,我国土建工程、矿业工程、水利工程蓬勃发展,形成了各种规模的道路边坡、矿山边坡、大坝坝肩边坡、水库库岸边坡。因其所处地质环境复杂,在开挖扰动下极易发生边坡滑坡,形成滑坡地质灾害。

由于滑坡地质灾害性质上多表现为突发性,而这种突发性会对人民生活和工程建设带来极大的潜在威胁。随着西部大开发战略的实施,我国西部地区大型水电工程及交通基础设施建设面临严重的高边坡问题,给工程造成严重的威胁,如三峡永久船闸高陡岩石边坡达到170m高,小湾水电站开挖的岩质边坡已达800余米,而锦屏水电站自然边坡高度更是超过1000m[1~3]。这些边坡一旦失稳,不仅会摧毁工程本身,更会给下游地区带来灭顶之灾。此外,露天采矿形成的矿山高陡边坡动辄也达数百米,成为矿产资源深部开采的严重安全隐患[4]。因此,加强对滑坡的监测,尽早捕获滑坡发生的前兆信号,掌握其表面和深部的变形规律,了解变形体的形态、范围及规模,对滑坡的发展趋势做出预测和预报,对预防灾害的发生或减少灾害的损失有重要的现实意义。

滑坡是岩土体在诸多内外动力作用下发生的失稳过程,是高度复杂的非线性动力过程。滑坡的发生、发展、演化过程,伴随着大量宏观可测信息的改变,如滑坡变形、物理与化学场变化、地下水变化等。通过实时捕捉上述信息,可以建立其与滑坡成灾演化阶段的映射关系,进而为滑坡预测预报提供必要的基础数据[5]。其中滑坡体的变形数据是表征滑坡变化的最显著的参量,最能体现滑坡的变化状况和变化发展趋势,且变形监测相对简单方便,因此研究边滑坡变形监测问题具有很重要的学术意义和社会经济意义。

1 滑坡变形监测技术进展

从监测技术的角度来看,滑坡变形监测技术方法的发展,很大程度上取决于监测仪器的发展,近年来随着仪器及信号处理技术的日新月异,滑坡变形监测在地质灾害防治工作中扮演越来越重要的角色。目前,国内外常用的滑坡变形监测技术主要包括非接触式变形监测和接触式形变监测两大类。

1.1 接触式变形监测

接触式变形监测技术是在监测仪器的感受元件与被测物体表面接触的情况下进行测量的一种监测技术,在滑坡地质灾害监测中占有重要地位,主要由传统大地测量技术、GNSS监测技术、内观量测技术与光纤监测技术组成。

1.1.1 大地测量监测技术

应用传统大地测量技术对边坡进行表面变形监测是监测滑坡变形中最传统的技术手段。该技术主要通过应用传统测量仪器(经纬仪、水准仪、全站仪等)配合适当的大地测量方法(前方交会、测距法、小角法等)实现变形监测目的[6]。传统大地测量监测技术的理论方法成熟可靠、操作简单、观测费用相对较低,在很长一段时间内一直处在滑坡变形监测技术领域的主导地位。但该类方法易受地形条件和气象条件的限制,所需要的时间长、劳动强度高、连续观测能力差,难以达到对滑坡体进行连续监测和自动化监测的需求。测量机器人的出现大大提高了滑坡变形监测的工作效率,有效地弥补了传统测量仪器的缺点,可以在边坡工程中实现全天候复杂自然环境下自动化持续性监测,监测数据精度高、监测周期短、时效性强,在滑坡变形自动化监测方面有广泛的应用前景[7]。此技术已在三峡永久船闸高边坡与矿山高边坡变形监测与中得到广泛应用[8,9]。

1.1.2 GNSS监测技术

随着科学技术的发展和对滑坡灾害监测预警要求的不断提高,滑坡变形监测技术也在不断进步。以GPS监测技术为代表的全球导航卫星系统GNSS(GPS,GALLIEO,GLONASS,COMPASS等)监测技术以其高精度、测站之间无需通视、全自动、全天候监测等优点,被广泛应用于滑坡变形监测领域[10]。GNSS监测技术的出现使滑坡变形监测的方式由以传统的大地测量技术为核心的地面观测逐渐发展为应用卫星定位技术的空间观测。在GNSS监测技术体系中,应用最早、最广泛的就是GPS监测技术,目前已在黄河小浪底水利工程高边坡、露天矿高边坡等变形监测中得到广泛应用[11,12]。但是GPS监测技术由于受自身技术特点以及滑坡监测规范要求的限制,面临着监测数据解算复杂、测量成本高、灌木密集的野外环境难以施测等困难,使得该技术应用于滑坡变形监测时还存在一定的局限性。近几年,随着GNSS技术的不断发展,GNSS测量技术已从静态测量、快速静态测量、后处理高精度测量,发展到了动态的实时RTK测量模式[13]。可以对滑坡体在自然状态下从稳定到产生破坏的全部过程进行实时跟踪监测。同时,GPSPPP[14](精密单点定位技术)作为一种高精度非差分GPS单点绝对定位技术的出现,实现了GNSS监测技术在无基准站建立的情况下单站独立作业进行滑坡变形监测[15]。随着我国北斗卫星导航系统(COMPASS)的建成,以及基础地理信息数据库的建立,GNSS变形监测技术在我国滑坡变形监测领域得到了越发广泛的应用,我国已开始在滑坡灾害易发范围内逐步建立起基于北斗/GPS技术的GNSS滑坡变形监测系统,以获取更加精确、可靠、连续的监测信息,同时结合GPRS实时数据传输技术,提高滑坡地质灾害预警预报的速度与能力,及时地、最大限度地减少滑坡灾害带来的损失[16]。

1.1.3 内观监测与光纤监测技术

在接触式滑坡变形监测方法中,除了面向滑坡体表面变形监测的传统大地测量技术与GNSS监测技术外,还有一类监测边坡岩土体内部变形的技术—内观监测技术。通过内观监测能够直接获取滑坡体滑移层变形特征和滑带的位置信息,对滑移与错动构造类型的滑坡监测具有较好的效果。但传统的内观监测设备受其传感器的影响,存在受雷电等电磁信号干扰大、野外复杂地质环境中故障概率高、耐久性和长期稳定性较差等缺点,难以适应野外环境下滑坡变形的实时、动态监测的需求。而近年基于光在光纤中的散射及干涉原理兴起的光纤监测技术则具有抗电磁干扰、抗腐蚀、耐久性长等特点,有效弥补了传统内观监测仪器的不足,可以快速准确地获得滑坡变形监测数据,从而在短时间内判断出边坡的滑移量和滑动位置,在滑坡变形监测中具有广阔的工程应用前景[17]。尤其是分布式光纤传感技术的出现改变了滑坡变形监测中传统的点式监测方式,通过在滑坡体内部及表面布设传感光纤,形成传感监测网络,进而凭借监测系统就能感知坡体内部相关参数的分布和大小,捕捉滑坡整体变形状态,实现对滑坡体的分布式监测。目前,最具有代表性的分布式光纤监测技术主要是基于布拉格光纤光栅的准分布式光纤传感技术FBG和基于自发布里渊散射和受激布里渊散射原理的全分布式光纤传感技术BOTDR/BOTDA[18,19]。其中FBG是一种准分布式光纤传感技术,传感器灵敏度高,可以对滑坡整体范围内进行多点同时测量,但滑坡变形数据在空间上不连续分布,只能实现离散点的准分布式测量。BOTDR与BOTDA是在变形监测领域应用最广的两种全分布式光纤传感技术。BOTDA采用双端通路系统,监测信号强,测量范围大、空间分辨率高,能过获取高精度测量数据。但其不可测断点,系统结构复杂及成本较高,影响了其在滑坡变形监测中的应用。相比之下,BOTDR监测技术采用单端量测,虽然其测量精度和范围因信号强度受到一定限制。但BOTDR监测技术只需单端入射,结构简单,同时可以进行断点测量,从而被广泛应用[20]。目前,在实际的滑坡变形监测工程中为了充分发挥各技术的优势特点,弥补不足,常采用FBG与BOTDR联合监测滑坡变形的方案。这样既克服了BOTDR监测精度不高的缺点,又弥补了FBG只能实现离散点测量的不足,从而实现由点到线再到面的滑坡全方位变形监测。该技术方案已在三峡库区马家沟滑坡与巫山残联滑坡监测中得到实践与应用[21,22]。总体而言,在滑坡变形监测实际应用中,光纤监测技术相比传统传感监测技术展现出了卓越的工作性能和良好的发展前景,相信随着该技术的不断创新与发展,光纤监测技术必将在未来的滑坡变形监测领域占有主导地位。

1.2 非接触式变形监测

非接触式变形监测是滑坡地质灾害监测中另一类重要手段,主要包括近景摄影监测技术与三维激光扫描监测技术以及以雷达技术为基础的低轨合成孔径雷达(SAR)差分干涉测量技术、地基SAR差分干涉测量技术。

1.2.1 近景摄影监测技术

近景摄影监测技术是非接触式监测技术中的代表性技术,该技术通过摄影测量的方法,获取近距离目标影像信息,从而确定其三维空间数据[23]。与传统监测手段相比,近景摄影监测技术体现出了非接触式监测及信息容量高等优点。在滑坡变形监测中应用近景摄影监测技术可以快速获取滑坡变形三维空间信息(属于面状测量方式),满足高位移监测精度(可达毫米级)。但是该技术在应用时易受野外地形条件的约束,其监测距离难以达到监测要求,同时面临着相机架设点位选取较难、全天候工作适应性差等问题,使其在滑坡变形监测实际应用中受到限制。

1.2.2 三维激光扫描监测技术

相比之下,同样属于非接触“面”式监测技术的三维激光扫描技术凭借其自身的技术优势,开始在滑坡灾害的监测预警领域逐渐展现其关键作用。该技术可以通过高精度的扫描点云数据的形式获取滑坡体三维表面几何图形信息,既而快速高效地完成坡体的数字化,实现对滑坡的三维建模和虚拟重现[24]。应用三维激光扫描监测技术对滑坡进行变形监测,无需事先埋设监测设备,可以直接快速、精确地获取滑坡体三维点云数据,通过对获取的三维“面”式点云数据进行计算和分析,可以最直接地反映滑坡体实时的、变化的、真实的形态特性[25]。但由于受自身技术特点与监测要求的限制,三维激光扫描监测技术仍存在着海量点云数据解析困难、扫描距离受限等不足之处。

1.2.3 合成孔径雷达差分干涉测量技术

合成孔径雷达差分干涉测量技术是在In SAR技术基础上,对其获得的复数影像相位信息进行干涉与二次差分处理从而获取监测物变形信息的技术。主要包括低轨合成孔径雷达(SAR)差分干涉测量技术与地基SAR差分干涉测量技术。其中低轨SAR的变形监测数据精度可达到亚厘米级,工作时通过机载与星载的方法,以遥感监测的形式获得大范围高分辨率滑坡表面变形场。但是由于机载系统的不稳定性及数据获取能力的局限性,在滑坡变形监测工作中通常采用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术。与传统的滑坡变形测量技术相比该技术具有监测覆盖范围广、空间分辨率高、测量准确迅速等优点。但是由于滑坡时常发生在地形复杂与气候恶劣的野外环境中,因此在应用时其测量精度易受影响,同时受限于监测卫星的固有运行周期,不能满足高动态的变形监测的需求[26]。地基SAR(GB-SAR)是区别于低轨SAR空间遥感技术的一种地面微波定量遥感技术。相比于低轨合成孔径雷达差分干涉测量技术地基SAR技术具有重复观测时间短(5min量级)、操作灵活稳定、数据精度高(亚毫米量级)的优点[27]。其监测方式可以在安全距离内获取被监测滑坡区域的形变数据,同时采集所得信息从以前的点形变信息变为面形变信息,更有助于滑坡灾害的理解与预测[28]。当前,在实际工程中应用GB-SAR技术对滑坡进行变形监测主要采用意大利IDS公司研制的IBIS系列监测仪器。应用该仪器可以在无须接近滑坡影响危险区域的前提下完成对滑坡变形状态的快速、高精度、全面的实时连续监测,其实用性已在山西平朔煤矿边坡与意大利地区的滑坡监测中得到印证[29,30]。但是,目前GB-SAR技术局限于单站监测,只能测量一维形变,不能测量三维形变,不能完全准确反映滑坡体形变场信息,更无法同时反演坡体的振动信息。因此还需要对GB-In SAR技术进行相关技术研究,从而获取滑坡的高时空分辨率、高精度三维形变信息,满足滑坡预报与安全预警需求。相信随着合成孔径雷达技术的不断改进及处理方法的不断提高,此技术必将在滑坡变形监测中发挥更为重要的作用。

2 滑坡变形监测技术发展方向

滑坡变形监测技术是滑坡防治工作的重要组成部分,通过该技术可以及时了解和掌握滑坡体的演变过程及滑坡灾害的变形特征信息。滑坡变形监测技术正处在飞速发展的阶段,尤其在多技术融合应用、新型仪器研究、监测数据深度挖掘与应用三方面具有巨大的应用潜力与发展空间。

2.1 多技术融合应用

当今,计算机技术、空间遥感技术、地理信息技术及地球科学迅速发展,在变形监测技术领域,各种先进技术已从各自独立发展进入相互集成融合的阶段[31]。在滑坡变形监测方面,将逐渐形成以雷达、光纤实时自动监测技术为主,配合3S(GPS、RS、GIS)融合技术与云端数据存储技术,同时对滑坡开展接触式监测与非接触监测,形成从平面到空间、由内到外、由点及面的各种监测技术优势互补的滑坡变形立体监测网络。

2.2 新型仪器研发

新型监测仪器的研究与应用是滑坡变形监测技术发展的基础。应在各学科技术交叉融合的大背景下,合理应用双多基地干涉[32]、MIMO成像等先进雷达体制[33],改进雷达信号处理算法[34],争取解决滑坡变形高精度测量与野外恶劣环境的矛盾、高分辨率成像与高帧频的矛盾、三维测量与边坡高陡的矛盾,研发出一种能够突破高精度、高时空分辨率三维形变场测量等关键技术问题的面向滑坡的雷达差分干涉测量分析仪,将雷达遥感测量技术的高精度测量能力从一维拓展到三维、从静态位移场拓展到振动场,实现对滑坡体表面微小变形和振动的时空连续监测。

2.3 监测数据深度挖掘与应用

随着滑坡变形监测技术的不断发展与创新,变形监测数据已逐步发展为以多维度、高精度、高时空分辨率为特点的信息数据。滑坡变形监测领域未来的研究方向不应只局限在监测数据本身,应在获取高质量监测数据的基础上对其进行深度挖掘与应用。为了高效合理的应用监测数据,预警数据处理中心与监测仪器应进行联合建设研究,开发集形变监测、信息传输、数据分析、预警发布为一体的滑坡地质灾害监测系统,从而实现动态监测、快速分析、实时预警的功能,为滑坡地质灾害的监测预警提供有力保障。同时在此基础上应建立与变形监测仪器相配套数值分析方法体系,合理运用动、静力学综合分析和大测量数据反馈技术,进而通过变形监测数据这一表面现象,对滑坡机理进行深入分析研究,努力从根源上解决高陡岩质边坡失稳预测难的问题。

3 结语

本文对滑坡变形监测技术的现状与发展情况做了系统的分析与总结。随着变形监测领域科学技术水平的不断进步与发展,滑坡变形监测技术方法已经由传统的手动、静态的大地测量和内观监测技术,逐步发展为具备实时自动监测技术特点的GNSS、光纤监测、三维激光扫描、合成孔径雷达等新兴技术为主的滑坡变形监测方法。变形监测数据也逐步达到滑坡地质灾害预测预警实际应用的高精度、多维度、高时空分辨率的要求。滑坡变形监测技术正处在一个发展与更新阶段,未来随着学科交叉融合技术的逐步成熟,新型监测仪器的不断涌现,以及对监测数据更加合理的深度挖掘与应用,滑坡变形监测技术势必将取得长足的进步,从而为滑坡的机理研究、稳定性评价、监测预警及治理提供可靠、有效的技术保障。

摘要：滑坡变形监测数据是反映滑坡发生、发展、演化过程的最显著的参量,是滑坡监测预警必要的基础数据。本文从接触式变形监测技术与非接触式变形监测技术两个角度入手,总结了当前滑坡变形监测领域内各类变形监测技术的基本原理、技术特点及应用进展,并逐一分析了各种技术手段在滑坡变形实际监测应用中的优势与不足。同时还从多技术融合应用、新型监测仪器研发与监测数据深度挖掘与应用三个方面对滑坡变形监测技术的发展趋势进行了分析与总结。