边坡变形和应力监测技术研究进展及展望
Research Progress and Expectation of Slope Deformation and Stress Monitoring Technology
DOI: 10.12677/HJCE.2022.113028, PDF,  被引量   
作者: 周鑫磊, 刘臻祥, 李 晓, 雷 过：宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏 银川；张卫兵：宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏 银川；旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，宁夏 银川
关键词: 边坡工程；变形监测；应力监测；传感器；研究进展；Slope Engineering； Deformation Monitoring； Stress Monitoring； Sensors； Research Progress
摘要: 对滑坡变形和应力进行监测，可以提前预测滑坡灾害，以便采取相应的措施减少滑坡带来的损失。本文从变形监测和应力监测两个方面对边坡监测方法进行了总结，变形监测又分为表面变形监测和内部变形监测两个方面，在此基础上得出了这些方法的优缺点，针对各种方法的优缺点，对未来边坡监测技术中需要改进和加强研究的方面进行了展望。
Abstract: Monitoring the deformation and stress of landslide can predict the landslide disaster in advance, so as to take corresponding measures to reduce the loss caused by landslide. This paper summarizes the slope monitoring methods from the two aspects of deformation monitoring and stress monitoring. The deformation monitoring is divided into surface deformation monitoring and internal deformation monitoring. On this basis, the advantages and disadvantages of these methods are obtained. According to the advantages and disadvantages of various methods, the aspects that need to be improved and strengthened in the future slope monitoring technology are prospected.
文章引用：周鑫磊, 张卫兵, 刘臻祥, 李晓, 雷过. 边坡变形和应力监测技术研究进展及展望[J]. 土木工程, 2022, 11(3): 261-270. https://doi.org/10.12677/HJCE.2022.113028

参考文献

[1] 孔令伟, 陈正汉. 特殊土与边坡技术发展综述[J]. 土木工程学报, 2012, 45(5): 141-161.
[2] 郭永兴. 基于光纤光栅的高陡边坡及危岩落石监测技术与应用研究[D]: [博士学位论文]. 武汉: 武汉理工大学, 2014.
[3] 董文文, 朱鸿鹄, 孙义杰, 施斌. 边坡变形监测技术现状及新进展[J]. 工程地质学报, 2016, 24(6): 1088-1095.
[4] 唐新建, 陶洪久, 章光, 袁从华. 利用遥感图像对滑坡进行调查和监测分析研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2002, 21(A02): 2515-2520.
[5] 杨景玉. 基于高分遥感影像的道路灾害监测关键技术研究[D]: [博士学位论文]. 兰州: 兰州交通大学, 2019.
[6] Liu, S., Bruzzone, L., Bovolo, F., et al. (2014) Hierarchical Unsupervised Change Detection in Multitemporal Hyperspectral Images. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 53, 244-260.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[7] 张敏. 近景摄影技术在露天矿山边坡变形监测中的应用初探[J]. 科技创新与应用, 2020(20): 171-172.
[8] 刘朝辉, 田峰. 近景摄影测量在边坡变形监测中的应用[J]. 科技创新与应用, 2016(9): 300.
[9] Matori, A.N., Mokhtar, M.R.M., Cahyono, B.K., et al. (2013) Close-Range Photogrammetric Data for Landslide Monitoring on Slope Area. 2012 IEEE Colloquium on Humanities, Science and Engineering (CHUSER), Kota Kinabalu, 3-4 December 2012, 398-402.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[10] Alameda-Hernández, P., Hamdouni, R.E., Irigaray, C., et al. (2017) Weak Foliated Rock Slope Stability Analysis with Ultra-Close-Range Terrestrial Digital Photogrammetry. Bulletin of Engineering Geology & the Environment, 78, 1157-1171.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[11] 刘志奇, 李天子, 刘昌华, 张慧慧. 基于单像近景摄影测量的滑坡裂缝探测方法[J]. 金属矿山, 2018(8): 108-113.
[12] 徐绍铨, 程温鸣, 黄学斌, 李征航. GPS用于三峡库区滑坡监测的研究[J]. 水利学报, 2003(1): 114-118.
[13] Peyret, M., Djamour, Y., Rizza, M., et al. (2008) Monitoring of the Large Slow Kahrod Landslide in Alborz Mountain Range (Iran) by GPS and SAR Interferometry. Engineering Geology, 100, 131-141.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[14] 王劲松, 陈正阳, 梁光华. GPS一机多天线公路高边坡实时监测系统研究[J]. 岩土力学, 2009, 30(5): 1532-1536.
[15] 赵永红, 王航, 张琼, 徐安东, 田罡. 滑坡位移监测方法综述[J]. 地球物理学进展, 2018, 33(6): 2606-2612.
[16] 冯春, 张军, 李世海, 许利凯. 滑坡变形监测技术的最新进展[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2011, 22(1): 11-16.
[17] 董秀军, 黄润秋. 三维激光扫描技术在高陡边坡地质调查中的应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2006, 25(z2): 3629-3635.
[18] 徐进军, 王海城, 罗喻真, 王尚庆, 严学清. 基于三维激光扫描的滑坡变形监测与数据处理[J]. 岩土力学, 2010, 31(7): 2188-2191+2196.
[19] 谢谟文, 胡嫚, 王立伟. 基于三维激光扫描仪的滑坡表面变形监测方法——以金坪子滑坡为例[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2013, 24(4): 85-92.
[20] Abellán, A., Oppikofer, T., Jaboyedoff, M., et al. (2014) Terrestrial Laser Scanning of Rock Slope Instabilities. Earth Surface Processes & Landforms, 39, 80-97.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[21] 吴玉泉. 基于三维激光扫描技术的边坡形变监测研究[D]: [硕士学位论文]. 赣州: 江西理工大学, 2019.
[22] 朱建军, 李志伟, 胡俊. InSAR变形监测方法与研究进展[J]. 测绘学报, 2017, 46(10): 1717-1733.
[23] Gabriel, A.K., Goldstein, R.M. and Zebker, H.A. (1989) Mapping Small Elevation Changes over Large Areas: Differential Radar Interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94, 9183-9191.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[24] 游新兆, 李澍荪, 杨少敏, 乔学军, 王琪, Tom Logen, 杜瑞林. 长江三峡工程库首区InSAR测量的初步研究[J]. 地壳形变与地震, 2001, 21(4): 58-66.
[25] Rocca, F., Prati, C., Ferretti, A. and Colesanti, C. (2003) Monitoring Landslides and Tectonic Motions with the Permanent Scatterers Technique. Engineering Geology, 68, 3-14.
[26] 涂鹏飞, 岑仲阳, 谌华. 应用重轨星载InSAR技术监测三峡库区滑坡形变探讨[J]. 遥感技术与应用, 2010, 25(6): 886-890.
[27] 何朝阳, 巨能攀, 解明礼. InSAR技术在地质灾害早期识别中的应用[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2019, 38(1): 32-39.
[28] Angeli, M.G., Pasuto, A. and Silvano, S. (2000) A Critical Review of Landslide Monitoring Experiences. Engineering Geology, 55, 133-147.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[29] 高杰, 尚岳全, 孙红月, 王智磊. CCD微变形监测技术在边坡远程监控中的应用[J]. 岩土力学, 2011, 32(4): 1269-1272.
[30] 葛折圣, 黄晓明, 王自成. 土体测斜仪在软基段路基变形检测中的应用[J]. 公路交通科技, 2003, 20(4): 26-29.
[31] 陈开圣, 彭小平. 测斜仪在滑坡变形监测中的应用[J]. 岩土工程技术, 2006, 20(1): 39-41.
[32] 彭纪超, 王松林, 张运勋, 岳婷, 宋扬. 钻孔测斜仪在滑坡变形监测中的应用研究[J]. 西安科技大学学报, 2014, 34(4): 440-444.
[33] 李果, 房锐, 戴锐, 吴铸. 新型柔性测斜装置在大变形公路滑坡监测中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2015, 11(2): 33-35.
[34] Abdoun, T., Bennett, V., Dobry, R., et al. (2008) Full-Scale Laboratory Tests Using a Shape-Acceleration Array System. In: Danisch, L., Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics IV, ASCE, Reston, 1-9.
[35] 邱冬炜, 祝思君, 王来阳, 段明旭. 利用阵列式位移传感系统进行地质灾害深部位移动态监测与分析[J]. 测绘通报, 2018(3): 122-125+129.
[36] Dasenbrock, D.D., Abdoun, T. and Bennett, V. (2011) Real-Time Structural Health Monitoring of Landslides and Geotechnical Assets with ShapeAccelArrays. Proceedings of Geo-Frontiers 2011, Dallas, 13-16 March 2011, 1585-1595.
[37] 陈贺, 李亚军, 房锐, 李果. 滑坡深部位移监测新技术及预警预报研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(S2): 4063-4070.
[38] 李媛. 基于阵列式位移计的滑坡体监测成果分析[J]. 陕西水利, 2019(7): 35-38.
[39] McAlister, C.M. and Pierce, C.E. (2001) Small-Diameter TDR Cables for Measuring Displacement in Physical Soil Models. TDR 2001 Symposium, Evanston, 5-7 September 2001, 867-873.
[40] 张青, 史彦新, 朱汝烈. TDR滑坡监测技术的研究[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2001, 12(2): 64-66.
[41] 邬晓岚, 涂亚庆. 滑坡监测的一种新方法——TDR技术探析[J]. 岩石力学与工程学报, 2002, 21(5): 740-744.
[42] Woodhead, I., Buchan, G., Platt, I. and Christie, J. (2007) Improved Electric Field Modelling for TDR. Measurement Science and Technology, 18, 1110-1117.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[43] 史彦新, 张青. TDR技术在雅安峡口滑坡监测中的应用[J]. 勘察科学技术, 2005(1): 55-57.
[44] 谭捍华, 傅鹤林. TDR技术在公路边坡监测中的应用试验[J]. 岩土力学, 2010, 31(4): 1331-1336.
[45] 李晓娟, 杨志. 布里渊分布式光纤传感技术的分类及发展[J]. 电力系统通信, 2011, 32(2): 35-39.
[46] 隋海波, 施斌, 张丹, 王宝军, 魏广庆, 朴春德. 边坡工程分布式光纤监测技术研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 27(z2): 3725-3731.
[47] 施斌, 张丹, 王宝军. 地质与岩土工程分布式光纤监测技术及其发展[C]//中国地质学会工程地质专业委员会. 工程地质力学创新与发展暨工程地质研究室成立50周年学术研讨会论文集. 北京: 工程地质学报, 2008: 8.
[48] He, J., Zhou, Z. and Ou, J. (2014) Simultaneous Measurement of Strain and Temperature Using a Hybrid Local and Distributed Optical Fiber Sensing System. Measurement, 47, 698-706.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[49] 刘永莉, 尚岳全, 于洋. BOTDR技术在边坡表面变形监测中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2011, 41(3): 777-783.
[50] 李旭辉, 黄奕辉, 吴兴颜, 胡国良. 分布式光纤监测技术在边坡工程中的应用[J]. 南昌工程学院学报, 2018, 37(3): 34-36+40.
[51] 何满潮. 滑坡地质灾害远程监测预报系统及其工程应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2009, 28(6): 1081-1090.
[52] 郭永建. 基于锚杆轴力监测的公路岩质边坡稳定性评价研究[D]: [博士学位论文]. 西安: 长安大学, 2011.
[53] 王阳, 徐加欢, 陈军宁, 刘高平. 集成微电容式传感器检测电路设计与研究[J]. 电子器件, 2013, 36(2): 230-234.
[54] 林剑涛, 曹晓峰, 祝睿雪, 周俐娜, 程永进. 光纤光栅压力传感器的研究进展与趋势[J]. 光学仪器, 2017, 39(1): 88-94.
[55] 王俊杰, 姜德生, 梁宇飞, 付晓红, 刘胜春, 黄俊斌. 差动式光纤Bragg光栅土压计及其温度特性的研究[J]. 光电子. 激光, 2007(4): 389-391.
[56] 郭冰, 王冲. 压力传感器的现状与发展[J]. 中国仪器仪表, 2009(5): 72-75.

为你推荐