地质灾害防治工程培训 4地质灾害监测技术方法.pptx

1、地 质 灾 害 监 测 技 术 方 法提提 纲纲1前言前言2滑滑坡坡常常规规监监测测技术技术3泥泥石石流流监监测测技技术方法术方法4地地面面沉沉降降监监测测技术技术方方法法5地地质质灾灾害害监监测测新技新技术新术新方法方法6监监测测数数据据的的采采集与集与传传输输 地质灾地质灾害的定义害的定义地地质质灾害是指各种地灾害是指各种地质质作用对人民作用对人民生生命财产命财产和和国国家家 建设事业造建设事业造成成的危的危害害。简言简言之之，就，就是是地质作地质作用用造造成成 的灾的灾害害。地质灾地质灾害的分类害的分类按发生过按发生过程的急缓程程的急缓程度度，地质灾害分为突发性和渐，地质灾害分为突发性和

2、渐 变性灾变性灾害两害两类类。中国大陆中国大陆常见的地质灾常见的地质灾害害：崩塌、滑坡、泥石流、崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、沙漠化、水土流失、沙漠化、水土流失、土地盐渍化、沼泽化、地震、火山喷发、瓦斯爆炸、土地盐渍化、沼泽化、地震、火山喷发、瓦斯爆炸、矿坑突矿坑突水水、岩（煤）爆、顶板冒落、地下热害、煤、岩（煤）爆、顶板冒落、地下热害、煤 田燃田燃烧烧、诱发地（矿）震、边岸再造、泥沙淤积、诱发地（矿）震、边岸再造、泥沙淤积、库区浸库区浸没没、洪涝、海岸侵蚀、黄土湿陷、膨胀土胀、洪涝、海岸侵蚀、黄土湿陷、膨胀土胀 缩、冻缩、冻土冻融等等。土冻融等等

3、。前前 言言前前 言言 地质地质灾害灾害的的危害危害造成人员伤亡造成人员伤亡，毁毁坏基坏基础础设施设施，恶化恶化环环境；境；引发次生灾害引发次生灾害，造造成更成更大大的经的经济济损失损失，增加增加民民众心众心理理负担。负担。地质地质灾害灾害防防治途径治途径关于地质灾害关于地质灾害防防治治，刘，刘广广润院润院士士有一有一段段精辟精辟的的论述论述：“地地质质灾害灾害（特别是突（特别是突发性发性地地质灾质灾害害）的）的发发生常生常由由致灾致灾地地质作质作用用的发的发生生和其和其与与 受灾对象（受灾对象（人、人、物物、设、设施施）的）的遭遭遇遇两两个个环节环节形形成。成。一是防止致灾一是防止致灾地地质

4、质作用作用的的发生发生，包括包括作作用发用发生生前的前的预预防和防和发发生中生中 的制止的制止；二是避免受灾二是避免受灾对对象象与之与之遭遭遇，遇，即即移动移动受受灾对灾对象象位置位置、改变改变致致灾作灾作 用方向和隔用方向和隔绝两绝两者者遭遇遭遇通通道。道。前前 言言 地质地质灾害灾害防防治措施治措施行政措施和工程行政措施和工程措施。措施。行政措施主要行政措施主要是是采采取行取行政政法令法令和和技术技术法法规等规等手手段，段，规规范人范人民民群群众众 的生活、生的生活、生产活产活动动，避，避免免诱发诱发致致灾地灾地质质作用作用的的发生发生，监测监测预预报致报致 灾作用的变灾作用的变化动化动态

5、态，使，使拟拟建工建工程程设施设施或或流动流动性性人、人、物物避开避开地地质灾质灾 害危险区（害危险区（主动主动避避让）让）或或将处将处于于灾害灾害危危险区险区中中的已的已有有居居民民设设施迁施迁 出危险区（出危险区（被动被动撤撤离）离）等等。工程措施则是工程措施则是采采取取建（建（构构）筑）筑物物或岩或岩土土体改体改造造工程工程、疏排疏排水水工工程程 及生物植被及生物植被工程工程等等，以，以加加固、固、稳稳定变定变形形地质地质体体，调，调整整、控、控制制致灾致灾 地质作用，地质作用，从而从而制制止致止致灾灾地质地质作作用的用的发发生、生、发发展及展及其其与受与受灾灾对象对象 的遭遇的遭遇”（

6、刘广刘广润润论论地地质灾质灾害害防治防治工工程程）。前前 言言 地质灾地质灾害监测的目的害监测的目的1、及时、及时掌握灾害体变形动态，分析其稳定性，超前做掌握灾害体变形动态，分析其稳定性，超前做出出 预测预预测预报报，防止灾难发生。，防止灾难发生。2、为灾、为灾害治理工程等提供可靠资料和科学依据。害治理工程等提供可靠资料和科学依据。3、为政、为政府部门对在地质灾害易发区的经济建设、环境府部门对在地质灾害易发区的经济建设、环境治治 理等方理等方面的规划和决策提供基础依面的规划和决策提供基础依据据。4、向全、向全社会提供崩塌、滑坡监测信息服务。社会提供崩塌、滑坡监测信息服务。前前 言言 监测预监测

7、预警工程警工程人们将地人们将地质灾害质灾害的的监测、预报和预警监测、预报和预警工作的运作体系称工作的运作体系称 为监测为监测预警工预警工程程，它包括地质灾害监测预报信息系统的，它包括地质灾害监测预报信息系统的 建立和建立和运运行行，岗位责任人员组织系统的建立和实施，临，岗位责任人员组织系统的建立和实施，临 灾紧急灾紧急抢险避难行动方案的制抢险避难行动方案的制订订（及后续执行）。（及后续执行）。监测预警监测预警工程的实施中应贯彻以下基本原工程的实施中应贯彻以下基本原则则，即：，即：1监监测测、预警方法要土洋结合，以有效为准；、预警方法要土洋结合，以有效为准；2工作工作队伍要群专结合，以专带群，重

8、大问题靠专，队伍要群专结合，以专带群，重大问题靠专，面面上的上的问题靠问题靠群群；3管理管理决策要技政结合，技术上负责搞好灾情、险情决策要技政结合，技术上负责搞好灾情、险情 判判断断，行政上负责工程系统运行的组织实施。行政上负责工程系统运行的组织实施。提提 纲纲1前言前言2滑滑坡坡常常规规监监测测技术技术3泥泥石石流流监监测测技技术方法术方法4地地面面沉沉降降监监测测技术技术方方法法5地地质质灾灾害害监监测测新技新技术新术新方法方法6监监测测数数据据的的采采集与集与传传输输滑坡常规滑坡常规监监测技测技术术不同类型不同类型的滑的滑坡坡，所采用的监测技术方法各不相同。，所采用的监测技术方法各不相同

9、。就监测内就监测内容来容来说说，常分为：，常分为：1位移位移监测监测2应力应力应变监测应变监测3地下地下水动态监测水动态监测4地表地表水动态监测水动态监测5地声地声监测监测6放射放射元素监测元素监测7环境环境因素监测因素监测8宏观宏观现象监测等。现象监测等。地面变形地面变形监监测测主主要要有简有简易易监测监测（皮尺皮尺、钢尺钢尺等等）、）、仪仪器仪器仪表表监测监测（绝对绝对位位移监移监测测、裂缝相对位裂缝相对位移监移监测测、地、地面面倾斜倾斜监监测等测等）几种几种形形式。式。一一、简易监测（手动简易监测（手动测试）测试）1、主要方、主要方法法1在裂缝或在裂缝或滑滑面面两侧两侧（或上或上、下）下

10、）设设标记标记或或埋桩埋桩，定期定期用用钢尺等钢尺等 直接直接量测裂量测裂缝张缝张开开、闭、闭合合、位、位错错或下或下沉沉等变等变形形；2在在裂裂缝、缝、滑滑带以及带以及建建筑物筑物上上设置设置骑骑缝式缝式标标志，志，如如贴水贴水泥泥砂浆砂浆片片、玻玻璃片璃片等，等，直接直接量量测；测；3在在平平斜硐斜硐及及采空区采空区顶顶板板设设置置重锤重锤，量测量测硐硐顶的顶的相相对位对位移移和沉和沉降降。2、特、特点点1简便易行简便易行，投投入快入快，成本成本低低，便，便于于群测群测群群防；防；2操作简单操作简单，直直观性观性强强；3精度稍差精度稍差，观观测时测时劳劳动强动强度度大。大。二、绝对位移监测

11、有大地测量有大地测量法法、GPS测测量量法法、近近景景摄摄影影测测量量法法等。等。（一一）大大地地形形变变监测监测1、主主要要监监测测方方法有法有：视视准准线线法法、小角小角法、法、测测距距法法等等。2、特点特点1量量程程不不受受限限制制，能能大大范范围围全全面面控制控制崩滑崩滑体；体；2技技术术成成熟熟、精度精度高；高；3易易受受通通视视条条件和件和气气象象条条件件（风风、雨、雨、雪、雪、雾雾）影影响；响；4外外业业工工作作量量大大、周周期期长。长。3、常常用用监监测测仪器仪器一一般般采采用用高高精精度度测测角角、测测距距的的光光学学仪器仪器和光和光电电测测量量仪仪器。器。4、观观测测点点的

12、的布设布设观观测测点点分分为为固固定定观测观测点点(控控制制点点)和和变变形形观测观测点点，标标型型均为均为 墩墩标标。固固定定观观测测点点(控控制制点点)，埋埋设设在在滑滑坡体坡体之外之外稳稳定定区区(基基岩岩)；变形变形观观测测点点主主要要布布置在置在滑坡滑坡主主轴轴观观测测断断面面线线(或利或利用用主主勘勘探探线线剖剖面面)和和监监测测网网通通过的过的滑坡滑坡体体地地面面拉拉伸伸、压缩压缩变形变形和和上上述述变变形形的过的过渡渡地地段。段。(二)GPS测量法1、特点1观测点之间无需通视，选点方便；2观测不受气候条件限制，可进行全天侯监测；3可同时进行平面位移与垂直位移监测；4可长期连续监

13、测，不会漏掉重大的变形信息；5从数据采集、数据处理到分析、管理的全过程易于实现自动化。6如果监测点数量多、且要全部进行长期自动化监 测时，需要大量的GPS接收机、太阳能供电装置及通讯设 备、微机等安装在野外无人值守的监测房内，安全难以得 到保证等问题。2、适用范围适用于各种滑坡不同变形阶段的三维位移监测。(三)近景摄影测量法1、工作原、工作原理理通通常常把把近近景景摄摄影影仪安仪安置置在在两两个个不不同同位置位置的固的固定定测测点，点，同时同时对对滑滑坡坡区区观观测测点摄点摄影构影构成成立立体体象象对对，利用利用立体立体坐标坐标 仪量仪量测测象象片片上上各各观观测点测点三维三维坐坐标标的的一一

14、种种方方法法。在相在相对精对精 度方度方面面，可可以以满满足足崩滑崩滑体处体处于于速速变变、剧剧变变阶段阶段的监的监测要测要 求。求。即即适适合合于于危危岩岩体临体临空陡空陡壁壁裂裂缝缝变变化化或或滑坡滑坡地表地表位移位移 量变量变化化速速率率较较大大时时的监的监测测。2、特点特点1周周期期性性重重复复摄摄影影，外外业业工工作作简简便，便，可同可同时时测测定定多个多个测测点点的的空空间间座座标；标；2获获得得的的像像片片是崩是崩滑滑体体变变形形的的实实况记况记录录，可可以以随随时比时比较较分分析；析；3设设站站受受地地形形条件条件限限制制，内内业业工工作量作量大大。3、常常用用仪仪器器：量量测

15、测摄摄影影机机、半半量测量测摄摄影影机机、非非量量测摄测摄影机影机。三三、相相对对位位移移监监测测相相对对位位移移监监测测是是设点设点量量测测地地质质体体重重点变点变形部形部位位点点与点与点 之间之间的的相相对对位位移移变变化（化（张开张开、闭闭合合、下下沉沉、抬、抬升、升、错动错动 等）等），从从而而定定量量表表示变示变形的形的一一种种监监测测方方法法。主主要用要用于于对对裂裂 缝、缝、崩崩滑滑带带、采采空空区顶区顶底板底板软软弱弱夹夹层层、危危岩体岩体边界边界等等部部位位 的监的监测测。按按所所采采用用的的仪仪表表可分可分为为机机械械式式传传动动仪表仪表观测观测法法(简简称称机机 测法测法

16、)和和电电子子仪仪表表观测观测法法(简简称称电电测测法法)两两类类。（一一）机机测测法法是是在在斜斜坡坡变变形形部位部位埋埋设设测测座座，采采用百用百分表分表、千千分分表表、游标游标卡卡尺尺（包包括括数数显卡显卡尺）尺）、收收敛敛计计等等仪仪表人表人工到工到实实地地直直 接观接观测测的的一一种种方方法法。特特点点：1原原理理、结构结构简简单单，安安装装测测试试简简便，便，投入投入快快；2成成本本相相对较对较低低；3观观测测成成果资果资料直料直观观、可可靠靠度度高高。（二）电测法电测法往往采用二次电测法往往采用二次仪仪表表观观测测，即即将将传传感感器器(探探头头)埋埋 设于设于崩崩滑滑灾灾害害体

17、体变变形部形部位位，使使用用能能将将传传感感器电器电信号信号转转换换成成 人们人们所所感感知知(或或熟熟识识)信信息的息的电电子子仪仪表表(如如频率频率计之计之类类)观观测测。特特点：点：1仪仪表表灵灵敏度敏度高、高、精精度度高；高；2监监测测采采样速样速度快度快，可可自自动动巡巡回回检测检测，远，远距距离离传传输输；3观观测测的的成果成果资料资料不不及及机机测测可可靠靠度高。度高。电电测测位位移移计计一定一定要具要具备备防防风风、防防雨雨、防、防腐蚀腐蚀、防防潮、潮、防防震震、防防雷雷电电干干扰扰等性等性能能，以以保保障障仪仪器器仪仪表的表的长期长期稳稳定定性性 及及监监测测成成果果资资料料

18、的的可靠可靠度度。四四、地面倾斜监测地面倾斜监测法法1、工作原、工作原理理主主要要用用于于监监测测崩崩滑体滑体地地面面倾倾斜斜方方向向和倾和倾角变角变化化。将移将移 动式动式倾倾斜斜仪仪定定期期巡巡回放回放置于置于固固定定专专用用测测点点的盘的盘座座上上，按按预预 定的定的几几个个方方向向各各自自180 往往复复测测量量，为为判判断测断测点三点三维维合合成位成位 移变移变形形方方向向及及趋趋势势提供提供直接直接信信息息。2、适适用用范围范围主主要要用用于于倾倾倒式倒式崩崩塌塌、拉拉裂裂式式崩塌崩塌、切、切层层滑滑坡坡等等；对对于于顺顺层层滑滑动不动不宜宜采采用。用。深部深部位移监位移监测测一一

19、、钻孔测斜钻孔测斜法法钻孔测斜法是钻孔测斜法是用于用于观观测钻孔测钻孔 内目标深度内目标深度岩（岩（土土）体）体横横向向 位移矢量的位移矢量的一种一种原原位测位测试试监监 测手段测手段。测斜仪类型包测斜仪类型包括括：滑动滑动电电阻阻 式式、滑、滑动动电阻电阻片片式、式、钢钢弦式、弦式、伺服加速度伺服加速度计式计式和和电解电解式式。目前以伺服目前以伺服加速加速度度计式计式应应用用 较广较广。垂向滑动式钻孔测斜仪 工作原理示意图深部位移深部位移监监测测 仪器仪器设备设备 根据根据安安装装方方式式和和使使用特用特点点，分分为为移移动动式式和和固定固定式式。根据根据组组成成探探头头传传感感器的器的个个

20、数数，可可分分为为单单轴轴式和式和双轴双轴式。式。若按若按仪仪器器测测量量方方向向不同不同，则，则可可分分为为垂垂向向测测斜仪斜仪(测测量水量水 平位平位移移)、水水平平测测斜斜仪仪(测量测量垂垂向向位位移移)和和斜向斜向测斜测斜仪仪(测测量量斜斜面面的的法法向向位位移移)。目。目前前，在在岩岩土土工工程原程原位监位监测测 中，中，使使用用最最广广泛泛的的是垂是垂向测向测斜斜仪仪。适用适用条件条件 由于由于钻钻孔孔倾倾斜斜仪仪安安装施装施工成工成本本大大，为为一一次次性隐性隐蔽工蔽工程，程，且量且量程程有有限限，适适用用于崩于崩滑体滑体蠕蠕滑滑和和匀匀速速变变形阶形阶段段，加加 速变速变形形阶

21、阶段段一一般般不不用该用该方方法法。深部位移深部位移监监测测应用技术要求（1）测测斜斜管管和和接接头：头：测斜测斜管管材材料料有有铝铝合合金和金和PVC塑塑料料两两种；种；管接管接头头分分为为固固定定式式和伸和伸缩缩式式，固固定定式式接接头头适用适用于轴于轴向向位位移移（沉（沉降降）较较小小的的岩岩（土（土）体）体，伸伸缩缩式式接接头头适用适用于轴于轴向向位位移移 较大较大的的岩岩（土土）体体。一。一般情般情况况下下，很很少少用用伸缩伸缩式接式接头头连连接接 测斜测斜管。管。（2）测测斜斜管管与与孔孔壁间壁间填填料料：注注浆浆和和填填沙沙。当。当土质土质（或或堆积堆积 土）土）滑滑坡坡等等位位

22、移移变变形相形相对较对较大大者者，可可用用砂砂充填充填处处理理（一一边边 填填砂砂，一一边边注注水水，以保以保证填证填砂砂密密实实）。（3）测测扭。扭。（4）测测斜斜仪仪本本身身固有固有精精度度：伺伺服服加加速速度度式测式测斜斜仪仪，在在孔斜孔斜 不超不超过过3 时时，其其综合综合精度精度为为7.5mm/30m。（5）测测量量间间距距：目前目前主要主要有有0.28m、0.5m、1m 三三种种常常见基见基 距类距类型型，以以0.5m 最最为常为常见。见。对对于于滑滑带带较较薄薄的钻的钻孔孔，为为了了更更 准确准确确确定定其其范范围围，应使应使用较用较小小的的间间距距；对对于孔于孔深较深较大大且且

23、目目 标位标位置置较较少少、较较疏疏的钻的钻孔，孔，为为了了缩缩短短测测试试时间时间和减和减少少数数据据 量，量，可可加加大大测测试试间间距为距为2倍倍（或或4倍倍）基基距。距。深部位移深部位移监监测测 二二、钻钻孔孔多多点点位位移监移监测测法法钻钻孔孔多多点点位位移移监监测法测法是是用用于于观观测测钻钻孔岩孔岩土体土体单向单向 或三或三向向位位移移变变化化的的一种一种原位原位测测试试手手段段，利利用钻用钻孔位孔位移移 计定计定期期逐逐段段测测量量钻钻孔的孔的三向三向位位移移信信息息，从从而获而获得得岩岩体体 内部内部位位移移随随时时间间的的变化。变化。以以水水平平孔孔多多点点位位移计移计最最

24、为为常常用用。应力应力监监测测 一一、岩土体压岩土体压力力计计（压力盒）（压力盒）主要有主要有振弦振弦式式、液压式和电阻应变计式，以振弦式最为常、液压式和电阻应变计式，以振弦式最为常 见见。应用技应用技术要求术要求（1）压）压力盒的量程：压力盒的量程有限，选择量程时，力盒的量程：压力盒的量程有限，选择量程时，应应 充分估充分估算预承压大算预承压大小小，同时应考虑滑坡体整体应力结构，同时应考虑滑坡体整体应力结构调调 整过程整过程中对埋设部位的应力状态影中对埋设部位的应力状态影响响；根据经验，量程；根据经验，量程应应 选为估选为估算预承压的两倍或更算预承压的两倍或更高高。（2）压）压力盒的安装：压

25、力盒的安装属一次性隐蔽工程，力盒的安装：压力盒的安装属一次性隐蔽工程，安安 装质量装质量的好坏同其运行寿命和测量精度密切相的好坏同其运行寿命和测量精度密切相关关。首先。首先确确 认压力认压力盒的承压盒的承压面面，其次要保证安装部位平整并与应力，其次要保证安装部位平整并与应力方方 向垂向垂直直；特殊环境下，须考虑压力盒具有耐腐蚀能力。；特殊环境下，须考虑压力盒具有耐腐蚀能力。应力监应力监测测二二、锚索（杆）测锚索（杆）测力计力计 主要有主要有振弦振弦式式、电阻应变式等类型，以振弦式应用较广。、电阻应变式等类型，以振弦式应用较广。应用技应用技术要求术要求（1）测测力计的安装：严格保证锚垫板的厚度（

26、刚度）和力计的安装：严格保证锚垫板的厚度（刚度）和 尺尺寸寸（保证测力部分完全承压于锚垫板上），锚索测力保证测力部分完全承压于锚垫板上），锚索测力计计 承压面承压面与孔轴线垂与孔轴线垂直直，误差应，误差应5，并严格对中；小并严格对中；小量量 程测力程测力计本身和其附件应具有一定的偏载适应能计本身和其附件应具有一定的偏载适应能力力。（2）量量程的选择：锚固工程施工时，锚索（杆）的锁定程的选择：锚固工程施工时，锚索（杆）的锁定 预应力预应力值一般均小于预应力设计值一般均小于预应力设计值值，故测力计的量程与，故测力计的量程与锚锚 索（杆索（杆）的应力设计值保持一致即可。）的应力设计值保持一致即可。（

27、3）温）温度干扰：影响测量精度的主要因素是监测运行期度干扰：影响测量精度的主要因素是监测运行期 环境温环境温度变度变化化，应进行定量的温度校正予以消除。，应进行定量的温度校正予以消除。应变应变监监测测 1、工工作作原理原理 在滑在滑坡坡体体治治理理过过程程中，中，埋入埋入式式应应变变计计主主要要用于用于测试测试混混凝凝土土结结 构内构内部部应应变变信信息息。当混当混凝土凝土结结构构由由于于受受力力产生产生应变应变时时，应变应变 计会计会随随之之产产生生应应变变变形变形，从，从而而可可测测得得混混凝凝土结土结构应构应变变信信息。息。2、仪仪器器设备设备 主要主要有有振振弦弦式式、电电阻式阻式和光

28、和光纤纤式式传传感感器。器。3、应应用用技技术术要求要求（1）应应变变计计的的尺尺寸：寸：应变应变计计的的长长度度和和直直径之径之比要比要满满足足一定一定条条件件，通通常常LR采采用用1525范范围。围。（2）应应变变计计的的安安装：装：应变应变计计的的轴轴向向要要对对准拟准拟测变测变形形方方向。向。地下地下水水（动（动态态）监）监测测 1、工工作作原理原理 通过通过压压力力传传感感器器直直接或接或间接间接测测量量滑滑坡坡体体（主要主要是滑是滑带带）含含水水 率、率、孔孔隙隙水水压压力力、地下地下水位水位、流流量量、流流速速和水和水温等温等参参数数随时随时 间的间的变变化化。2、应应用用技技术

29、术要求要求（1）设设备备的的安安装装：分：分为测为测压压管管（有有压压管管和无和无压管压管）安安装和装和 钻孔钻孔中中直直接接安安装装。在钻在钻孔中孔中直直接接安安装装时时，传感传感器周器周围围使使用用细细 砂或砂或其其它它透透水水材材料料充填充填；对；对于于多多深深度度监监测测，各，各深度深度部部位位之间之间 使用使用隔隔水水材材料料隔隔离离止水。止水。（2）由由于于其其传传感感器安器安装为装为隐隐蔽蔽工工程程，除除要求要求监测监测设设备备具有具有 较高较高的的精精度度、较较大大的量的量程外程外，还还应应具具备备较较强的强的抗干抗干扰扰及及耐耐腐腐 蚀蚀性性。（3）地地下下水水动动态态观测观

30、测的持的持续续时时间间一一般般不不少于少于1个个水水文文年。年。声发声发射监射监测测 1、工工作作原理原理 材料材料或或岩岩体体结结构构受受力作力作用时用时发发生生变变形形或或断断裂裂，以弹以弹性性波波形形 式释式释放放出出应应变变能能的的现象现象称为称为声声发发射射(Acoustic Em ission简简 称称AE)，而而用用仪仪器器检检测测分析分析声声发发射射信信号号和和利用利用声发声发射射信信号号 推断推断声声发发射射源源的的技技术称术称为声为声发发射射技技术术。2、适适用用范围范围（1）岩岩石石破破裂裂产产生的生的声发声发射射信信号号比比观观测测到位到位移信移信息息超超前，前，因因此

31、此，声声发发射射监监测测适用适用于岩于岩质质斜斜坡坡处处于于剧剧滑临滑临崩阶崩阶段段的的短短 临前临前兆兆性性监监测测。（2）在在勘勘查查阶阶段段，一，一般可般可不不采采用。用。（3）对对于于噪噪声声环环境比境比较恶较恶劣劣(如如交交通通繁繁华地华地带带、施施工工区区)的滑的滑坡坡意意义义不不大。大。3、常常用用仪器仪器 美美制制AE50008型型声声发发射射仪、仪、国国产产YSS-1型型岩体岩体声发声发射射仪仪、YSZ-2型型智智能能化化l 6通通道道岩体岩体声声发发射射仪仪、SJ-1型型6通通道道声声发射发射 监测监测仪仪、DY-2型型地地音仪音仪、W D-1 型型无无线线电电地地音仪音仪

32、、YSS岩石岩石 声发声发射射参参数数测测定定仪仪等等。其它监测其它监测方方法法 一一、放射性监放射性监测测（氡气测量（氡气测量法法）1、基基本本原理原理 放射放射性性元元素素在在衰衰变变过程过程中产中产生生的的氡氡等等射射气气，其，其穿透穿透能能力力比比 较较弱弱，但但是是当当它它们们遇到遇到断层断层及及构构造造裂裂隙隙带带时，时，氡射氡射气气就就会会 沿裂沿裂隙隙上上升升到到地地表表并在并在土壤土壤中中富富集集，氡氡射射气的气的富集富集不不受受地地 表覆表覆盖盖层层厚厚度度的的影影响。响。当滑当滑坡坡体体处处于于稳稳定定状态状态时时，氡氡(Rn)的的浓浓度度维持维持一稳一稳定定的的低低 水

33、水平平；当当岩岩土土体体滑滑动时动时，岩，岩(土土)中中的的氡氡迅迅速速释释放，放，其其浓浓度度 急剧急剧增增大大，且且随随滑滑坡体坡体的规的规模模大大小小和和变变形形速度速度而而异异。利利用用 测氡测氡技技术术方方法法，测测量氡量氡异常异常变变化化，就就能能发发现和现和查明查明这这些些地地 质灾质灾害害，达达到到预预报报的目的目的的。其它监测其它监测方方法法 2、适适用用范围范围 由于由于氡氡主主要要吸吸附附于于含有含有机质机质的的黏黏土土物物质质中中，所，所以氡以氡气气测测量量 法适法适用用于于较较为为破破碎碎、裂、裂缝或缝或裂裂隙隙较较发发育育的的土质土质滑坡滑坡和和泥泥质质 页岩页岩滑

34、滑坡坡的的监监测。测。3、取取样样方式方式 一般一般采采用用抽抽气气、取取土样土样和静和静态态埋埋置置取取样样等等，以，以静态静态埋埋置置取取 样常样常见见，该该方方式式为为原位原位测试测试，一一般般取取样样时时间较间较长长。其它监测其它监测方方法法 二二、环环境境因因素素监监测测 主要主要是是滑滑坡坡所所处处环环境的境的气温气温及及降降水水量量的的监监测测。特别特别是受是受 水动水动力力诱诱发发的的滑滑坡坡，降，降雨量雨量是是监监测测工工作作的的重要重要参参数数。1、降降雨雨量量监监测测 设备设备有有机机械械式式和和电电动自动自记式记式两两大大类。类。监测监测内内容容有有：年年均均、月、月均

35、、均、日日均均降降水水量量，最大最大日降日降水水量量、最大最大小小时时降降水水量量等等。2、岩岩土土体体温温度度监监测测 常用常用埋埋入入式式温温度度计计，测，测定岩定岩土土体体温温度度。三三、地地震震监监测测、人类人类工程工程活活动动监测监测 用于用于监监测测人人工工开开挖挖、爆、爆破及破及诱诱发发地地震震、天天然地然地震震(包括包括 治治理理施施工工)等等破破坏坏性因性因素的素的监监测测。宏观宏观地质观测地质观测法法 所谓所谓宏宏观观地地质质观观测测法，法，是用是用常常规规地地质质调调查查方法方法，对，对崩崩塌塌、滑滑坡坡 的宏的宏观观变变形形迹迹象象和和与其与其有关有关的的各各种种异异常

36、常现现象进象进行定行定期期的的观观测测、记录记录，以以便便随随时时掌掌握崩握崩塌、塌、滑滑坡坡的的变变形形动动态及态及发展发展趋趋势势，达达到到 科学科学预预报报的的目目的。的。1、宏宏观观变变形形形迹形迹 崩滑崩滑体体后后缘缘产产生生弧弧形拉形拉张裂张裂缝缝、后后缘缘崩崩塌塌掉块掉块并突并突然然出出现现陷陷落落 带、带、陷陷落落坑坑；房房屋屋变形变形，树，树木木歪歪斜斜呈呈马马刀刀树醉树醉汉林汉林；前前缘缘斜斜坡坡 隆起隆起且且开开始始出出现现岩岩（土（土）体）体挤挤（剪剪）出出，同时同时测量测量其其前前缘缘变变形形 量呈量呈直直线线急急剧剧上上升升时，时，往往往往是是大大崩崩滑滑启启动动破

37、坏破坏的前的前兆。兆。2、地地声声异常异常 3、动动物物行行为为异常异常 4、地地下下水水宏宏观观异异变变 出现出现新新泉泉或或泉泉流流量量剧增剧增，水，水变变浑浑，或或水水温温上升上升，或，或喷喷射射出出地地表。表。提提 纲纲 1前言前言 2滑滑坡坡常常规规监监测测技术技术 3泥泥石石流流监监测测技技术方法术方法 4地地面面沉沉降降监监测测技术技术方方法法 5地地质质灾灾害害监监测测新技新技术新术新方法方法 6监监测测数数据据的的采采集与集与传传输输泥石泥石流监测技术方流监测技术方法法 我国我国泥泥石石流流监监测测技技术方法术方法 泥石泥石流流的的发发生生几几乎乎都与都与降雨降雨密密切切相相

38、关关，其其监测监测方法方法分分为为直直接接 监测监测和和诱诱发发因因素素监监测两测两类类。1、泥泥位位监测监测 常用常用监监测测仪仪器器为为超超声泥声泥位计位计和和泥泥位位高高度度检检知线。知线。2、倾倾斜斜监测监测 即倾即倾斜斜仪仪棒棒法法，倾倾斜仪斜仪棒是棒是一一根根长长2m 的的钢钢棒棒，悬挂悬挂在在一一条条跨跨 越泥越泥石石流流的的电电缆缆上上，其，其工作工作原原理理为为：泥泥石石流运流运动对动对钢钢棒棒产生产生 牵引牵引，如如果果在在20秒秒钟钟内内钢棒钢棒从从垂垂直直位位置置连连续倾续倾斜超斜超过过20，水银水银开开关关闭闭合合发发出出警报。警报。泥石流监泥石流监测测技术方技术方法

39、法 3、流流速速监测监测 水面水面浮浮标标测测速速法。法。4、地地声声监测监测 泥石泥石流流运运动动过过程程中中摩擦摩擦、撞、撞击击沟沟床床和和岸岸壁壁而产而产生振生振动动，并并 沿沟沿沟床床方方向向传传递递，称之称之为泥为泥石石流流地地声声。其其信号信号的强的强度度与与泥泥 石流石流规规模模成成正正比比。利用利用泥石泥石流流地地声声的的这这些些特点特点，即，即可可通通过过 信号信号接接收收与与转转换换，对泥对泥石流石流实实施施报报警警。5、降降雨雨量量监监测测 6、孔孔隙隙水水压压力力监监测测泥石流监泥石流监测测技术方技术方法法美国泥石流监测技美国泥石流监测技术术 1、雨雨量量计计 雨量雨量

40、计计是是一一种种测测量量降水降水的最的最古古老老的的工工具具。全美全美有大有大约约 10,000个个雨雨量量计计，通通过过联合联合观观测测提提供供每每日日的降的降水报水报告。告。2、雷达雷达 雷达雷达能能够够观观测测到到降降雨强雨强度和度和降降雨雨的的空空间间类类型型，只有只有分分布布密密 集的集的雨雨量量计计监监测测网网才能才能达到达到类类似似的的精精度度。雷达雷达能够能够探探测测到到 强降强降雨雨的的来来临临，利利用雷用雷达获达获取取的的资资料料可可以以推断推断下一下一个个小小时时 或两或两小小时时之之内内的的降降雨量雨量。这。这种种“实实时时预预报报”的的能能力力为为预预警警 提供提供了

41、了非非常常准准确确的的预报预报，任，任何何一一个个单单独独的的雨量雨量站都站都无无法法做做 到这到这一一点点。提提 纲纲1前言前言2滑滑坡坡常常规规监监测测技术技术3泥泥石石流流监监测测技技术方法术方法4地地面面沉沉降降监监测测技术技术方方法法5地地质质灾灾害害监监测测新技新技术新术新方法方法6监监测测数数据据的的采采集与集与传传输输地面沉地面沉降监测技术方降监测技术方法法 目前目前国国内内外外地地面面沉沉降的降的监测监测手手段段主主要要有有：水准水准测量测量、地、地 下水下水动动态态监监测测、基基岩标岩标和分和分层层标标监监测测、全全球卫球卫星定星定位系位系 统（统（GPS）测测量量、合合成

42、成雷达雷达孔孔径径测测量量（I nSAR）和）和激激光光雷雷 达系达系统统（LIDAR）测量测量等等。1、水水准准测测量量方法方法 GPS未未出出现现以以前前，地地面面沉降沉降监监测测最最常常见见的的方法方法主要主要是是经经纬纬仪、仪、水水准准仪仪以以及及光光电测电测距仪距仪。2、地地下下水水动动态态监监测方法测方法 3、基基岩岩标标和和分分层层标监标监测方测方法法 4、GPS技技术术方方法法 5、InSAR技技术术方方法法 6、钻钻孔孔伸伸长长计计提提纲纲1前言前言2滑滑坡坡常常规规监监测测技术技术3泥泥石石流流监监测测技技术方法术方法4地地面面沉沉降降监监测测技术技术方方法法5地地质质灾灾

43、害害监监测测新技新技术新术新方法方法6监监测测数数据据的的采采集与集与传传输输分布式光纤应变测量法（BOTDR）工作原工作原理理当脉冲激光通过光纤当脉冲激光通过光纤时时，由于由于 光纤存在折射率的微光纤存在折射率的微观观不不均匀均匀 性，以及光纤微观特性，以及光纤微观特性性的的变变化化，有一部分光会偏离原有一部分光会偏离原来来的的传播传播 方向，产生空间散射方向，产生空间散射，在在光纤光纤 中形成后向散射光和中形成后向散射光和前前向向散射散射 光。其中，后向散射光。其中，后向散射光光向向后传后传 播至光纤的始端，经播至光纤的始端，经定定向向耦合耦合 器送至光电检测系统器送至光电检测系统。由由于

44、每于每 一个向后传播的散射一个向后传播的散射光光对对应光应光 纤总线上的一个测点纤总线上的一个测点，通通过散过散 射光的延时射光的延时t即可以确定即可以确定出出散散射射 点至始端的距离点至始端的距离Z，此此时时 Z tV/2。式中。式中V为光速为光速。图5.1 后向散射光原理图布里渊光时域反射传感技布里渊光时域反射传感技术术（(Brillouin optic time-domain reflectometer，BOTDR)分布式光纤应变测量法（BOTDR），布里渊散射光的频率布里渊散射光的频率值值通通常在常在 10.711.9GHz范围之内范围之内。BO TD R在确定其中心频率在确定其中心频

45、率（波波长长 时，采用了按微小等时，采用了按微小等距距频频率率（如（如5M H z）扫描整个频率）扫描整个频率范围范围 形成频率范围内的散形成频率范围内的散射射光光功率功率 分布曲线（类正态分分布曲线（类正态分布布曲曲线）线）用数学方法拟合曲线用数学方法拟合曲线即即可可求出求出 曲线峰值点的频率，曲线峰值点的频率，即即中中心频心频 率。光纤某一点两次率。光纤某一点两次测测量量的中的中 心频率的差值即为该心频率的差值即为该点点的的中心中心 频率频移量。利用中频率频移量。利用中心心频频率频率频 移量按上式可求出光移量按上式可求出光纤纤上上某点某点 的应的应变变。BOTDR入射泵浦光布里渊后向散射光

46、拉伸光频率距离散射光功率Z1Z2VB1VB2散射光功率散射光功率VB1 VB2光频率Z1 Z2距离1 2图5.3 BOTDR中心频率测量示意图分布式光纤应变测量法（BOTDR）应用现应用现状状BO TDR技术起初应用于航技术起初应用于航天天领域领域，在发达国家相继应用在发达国家相继应用于于电电力力、通通讯、工程等领域的应讯、工程等领域的应变变检检测测和和监监 控。工程领域主要应控。工程领域主要应用用于于桥桥梁梁、大坝、隧道等大型基大坝、隧道等大型基础础工工程程的的安安 全监测和健康诊断，全监测和健康诊断，并并取取得得了了很很多成功应用的经验。多成功应用的经验。近近年年来来，日，日、韩等国开始将

47、韩等国开始将BO TD R技术应用于技术应用于边边 坡工程的变形监测中坡工程的变形监测中。我我国国在在工工 程领域引入程领域引入BO TD R技术相对较晚技术相对较晚，目前主要应用于桥梁目前主要应用于桥梁、隧隧道道等等构构 筑工程的变形监测中筑工程的变形监测中，并并取取得得了了 一定成果，但在滑坡一定成果，但在滑坡、边边坡坡变变形形 监测领域，国内成功监测领域，国内成功应应用用还还是是空空 白白。监测中心飞机设备隧道大坝滑坡江河堤坝轮船桥梁建筑物隧道电子通讯图5.4 BOTDR的应用范围示意图分布式光纤应变测量法（BOTDR）BO TDR光纤应变检测技术光纤应变检测技术的的关键技关键技术术1）

48、光纤种光纤种类类主要有裸纤、紧箍光主要有裸纤、紧箍光纤纤、护护套光纤等多种型号套光纤等多种型号。2）光纤铺设方光纤铺设方式式光纤作为传感使用时光纤作为传感使用时，尽尽管管具有极高的精度，但具有极高的精度，但量量程程较较小；由于滑坡小；由于滑坡变变 形多不规律，且变形形多不规律，且变形量量较较大大，若采用传统铺设方，若采用传统铺设方式式，极极易损毁，在易损毁，在变变形形 监测中，对于小规模监测中，对于小规模裂裂缝缝等等变形部位的识变形部位的识别别，还，还需需改改进进光纤铺设光纤铺设方式方式，如采用多巡回的铺设如采用多巡回的铺设方方式式。3）监测周监测周期期由于光纤存在一定的由于光纤存在一定的疲疲

49、劳劳效效应应，因此需要根据灾，因此需要根据灾害害体体变变形特形特征征、变形、变形阶阶 段、所用光纤的疲劳段、所用光纤的疲劳效效应应周周期等因期等因素素，确定合理，确定合理的的监监测测周期，以保周期，以保证证有有 效的监测和降低监测效的监测和降低监测成成本本。4）温度的影温度的影响响实践表明，滑坡灾害实践表明，滑坡灾害体体环环境境较为恶劣，当温差较较为恶劣，当温差较大大时时（如超过如超过10），），对光纤本身会产生一对光纤本身会产生一定定的的影影响响，其布里渊频率会，其布里渊频率会产产生生明明显漂显漂移移，需要，需要对对 数据进行相应的校正数据进行相应的校正。时域时域反射技反射技术术（TDR）时

50、间域反射测试技术时间域反射测试技术(Time Domain Renectometry)简简称称TDR，是一种是一种电电 子子测量技术。许多年测量技术。许多年来来，一一直被用于各种物体形直被用于各种物体形态态特特征征的测量和空间的测量和空间定定 位位。1、工作原、工作原理理TDR技术用于滑坡技术用于滑坡监监测时测时，首先将同轴测试电缆首先将同轴测试电缆垂垂直直埋埋设在滑坡体设在滑坡体内内，然后从地表电缆端向然后从地表电缆端向同同轴轴电电缆内发射高频脉冲测缆内发射高频脉冲测试试信信号号，如果埋设的，如果埋设的同同 轴电缆某段受到滑坡轴电缆某段受到滑坡蠕蠕动动的的岩石或土体的挤岩石或土体的挤压压，那