鉆孔傾斜儀在某滑坡變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

儲(chǔ)文靜

0 引言

鉆孔傾斜監(jiān)測(cè)儀是用來(lái)監(jiān)測(cè)巖體內(nèi)部水平位移的儀器之一，是目前巖土邊坡工程變形監(jiān)測(cè)中較有效的監(jiān)測(cè)手段。它可以監(jiān)測(cè)鉆孔內(nèi)各個(gè)位置的水平位移，以判斷巖體產(chǎn)生位移的部位、大小和方向，定期監(jiān)測(cè)可獲得時(shí)間與累積位移的關(guān)系，結(jié)合考慮監(jiān)測(cè)期間的天氣情況、坡體變形狀態(tài)和巖土體變形的自身規(guī)律等因素，其結(jié)果可以為滑坡治理設(shè)計(jì)理論提供依據(jù)，同時(shí)也可以為預(yù)報(bào)險(xiǎn)情提供參考資料。因此，利用鉆孔傾斜儀對(duì)鐵路邊坡工程進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)有著極其重要的意義。

1 滑坡概況

某鐵路在K80+506～K80+690段進(jìn)行路塹開(kāi)挖施工時(shí)，線路左側(cè)山坡自K80+506至K80+625段產(chǎn)生裂縫，并在K80+506～K80+530段路面出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象;在暴雨和該段右側(cè)路面繼續(xù)開(kāi)挖后，其變形加劇，裂縫最大張開(kāi)寬度達(dá)1.50 m，最大錯(cuò)落高度達(dá)1.20 m，致使路基開(kāi)挖被迫停止?；w物質(zhì)組成從上至下分別是第四系種植土、坡積亞粘土、碎石土及震旦系硅化含礫砂巖、硅化砂質(zhì)板巖(夾薄層灰綠色泥質(zhì)板巖，泥質(zhì)板巖部分全風(fēng)化為亞粘土)、板溪群硅化砂巖。為了給治理設(shè)計(jì)提供關(guān)于滑面的信息，必須對(duì)其進(jìn)行全面的地質(zhì)調(diào)查和深部位移變形監(jiān)測(cè)等措施。

2 變形監(jiān)測(cè)

2.1 鉆孔測(cè)斜儀的工作原理

當(dāng)傳感器探頭相對(duì)于地球重心方向產(chǎn)生傾角θ時(shí)，由于重力的作用，傳感器中靈敏元件相對(duì)于鉛垂線方向擺動(dòng)一個(gè)角度(α)，通過(guò)高靈敏的微電子換能器將此角度轉(zhuǎn)換成信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析處理，將測(cè)得的數(shù)據(jù)存入儀器中(見(jiàn)圖1)。

監(jiān)測(cè)原理：將測(cè)斜管埋入滑坡體內(nèi)一定的深度，視測(cè)斜管底端水平位移為零，即位于穩(wěn)定地層。深部位移監(jiān)測(cè)孔平面布置圖見(jiàn)圖2。為了便于數(shù)據(jù)處理，規(guī)定測(cè)斜管導(dǎo)槽順滑動(dòng)方向?yàn)閥方向且設(shè)測(cè)管向坡外傾斜為正向;x正向與y正向呈逆時(shí)針夾角90°。測(cè)量時(shí)從孔底開(kāi)始，每隔0.5 m讀數(shù)一次，測(cè)孔時(shí)，正反方向各測(cè)量一次，將正向測(cè)量值V+和180°負(fù)向測(cè)量值V－代入下式計(jì)算，即可得到該點(diǎn)的位移Δi=0.5×(V+－V－)，mm;鉆孔孔口的合位移量為其中，Ux為x向位移，mm;Uy為y向位移;α為合位移的方位角;Ly為y向方位角。

2.2 變形監(jiān)測(cè)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

根據(jù)該滑坡深部位移監(jiān)測(cè)成果顯示，累積位移—深度曲線主要呈現(xiàn)“r”形，圖3，圖4是1號(hào)監(jiān)測(cè)孔的相關(guān)曲線。

根據(jù)1號(hào)孔的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，12 m處曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折且后測(cè)的曲線都比前一次更靠外，規(guī)律性很強(qiáng)，顯然是由于測(cè)管在此處受到滑坡的有力推動(dòng)才發(fā)生的滑動(dòng)，即在地面以下12 m處是該滑坡的最下層滑動(dòng)面，鉆探所得該處地層為硅化砂質(zhì)板巖(夾薄層灰綠色泥質(zhì)板巖，泥質(zhì)板巖部分全風(fēng)化為亞粘土)，由于地下水的作用，該薄層泥質(zhì)板巖呈軟塑狀。3 m左右是次級(jí)滑面，也是亞粘土與碎石土的交界面處，與鉆探資料判斷的結(jié)果相吻合。

3 結(jié)語(yǔ)

1)滑坡深部位移監(jiān)測(cè)是研究滑坡深部位移變形的有效手段之一，它能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)面的位置，而且可反映出滑坡的變形機(jī)理及發(fā)展趨勢(shì)。2)根據(jù)滑坡深部位移監(jiān)測(cè)資料，可研究滑坡的穩(wěn)定性判識(shí)，確定滑坡臨界失穩(wěn)速率，對(duì)防災(zāi)預(yù)報(bào)和治理工程設(shè)計(jì)提供信息。實(shí)踐表明，鉆孔測(cè)斜儀在滑坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用是可行的。3)由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中邊坡地質(zhì)勘探難以非常詳細(xì)準(zhǔn)確，勘探報(bào)告只能局部反映邊坡的地質(zhì)情況，從而使得邊坡方案的設(shè)計(jì)不周全、不完善，再加上邊坡開(kāi)挖裸露后，外部惡劣環(huán)境的不確定性增加了邊坡失穩(wěn)的可能性，所以，在邊坡開(kāi)挖后及時(shí)設(shè)置深部位移觀測(cè)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量和分析，可以預(yù)先知道邊坡的發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)采取預(yù)防措施。4)使用鉆孔傾斜儀監(jiān)測(cè)邊坡具有成本小，可操作性強(qiáng)，作用大的特點(diǎn)，在許多實(shí)際工程運(yùn)用中取得了良好的效果。

［1］ 張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理［M］.第2版.北京：地質(zhì)出版社，1994：78-85.

［2］ 李 迪，馬水山.巖體邊(滑)坡深部位移曲線解釋和穩(wěn)定性判識(shí)［J］.巖石力學(xué)，1994(3)：30-32.

［3］ 薛桂玉，李 民，何金平.三峽工程中高邊坡測(cè)斜儀的施工埋設(shè)與監(jiān)測(cè)［J］.大壩觀測(cè)與土工測(cè)試，1999，23(1)：5-7.

［4］ 呂建紅，袁寶遠(yuǎn).邊坡監(jiān)測(cè)與快速反饋分析［J］.河海大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，27(6)：20-28.