CN110081853B - 一种基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法。本发明基于数值模拟分析确定监测点对应最危险滑移面的最危险变形矢量，再根据岩土体性质、监测点布设位置等确定监测点变形监测矢量指标。本发明实现了垂直位移和水平位移指标的综合判断，避免了实际监测中单项指标超标而其他指标正常的“假”预警现象，为岩土体边坡危险滑移与否的判断提供了一种有效方法。本发明方法原理简单可靠，处理流程明确，满足现行规范要求，可在自动化监测中实现实时监测预警，适用于岩土体边坡安全监测指标的判断。

Description

一种基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法
技术领域
本发明涉及变形监测领域，尤其涉及一种基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法。
背景技术
岩土体安全监测的主要任务就是判断岩土体的性态是否正常，在出现不安全迹象时能及时发现从而采取措施防患于未然。岩土体安全监测指标是衡量岩土体运行是否正常或安全的安全界限值和警戒值，监控指标提供了一种科学判据,可帮助岩土工作者识别岩土体所处的状态,迅速地作出判断,因此在岩土工程中具有重要的作用。
现阶段变形监测指标一般采用以下方法确认：用回归预报极值加若干倍标准差；用混合模型确定所谓正常值再加若干倍标准差作为监控指标；采用有限元计算求得坝体某些控制部位产生拉应力时的相应变位作为变形监测的控制指标；采用历史实测最大值作为监控指标。上述变形监测指标确认方法已在实际生产活动到得到较为广泛的应用，但上述变形监测指标仅能考虑单项监测指标，不能结合其他变形监测(垂直位移和水平位移等)，实际变形监测中往往出现垂直位移过大、水平位移正常或水平位移超标、垂直位移正常等异常警戒值或危险值，导致变形监测工作者的错误预警预报；同时变形监测指标未结合具体工程实际情况，往往同类型项目采用相同监控指标，这也加剧精准预警预报危险滑移的难度。
总而言之，现有单项变形监测指标难以满足现岩土体变形监测高精度、高标准的要求，如何高效快捷确定岩土体危险变形是岩土工作者追求目标之一，这其中综合合理确定岩土体变形监测指标是重中之重。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于最危险滑移面的变形监测指标确定方法，实现了垂直位移和水平位移指标的综合判断，有效提高了岩土体危险滑移的预警预报效率和准确性。
为了实现上述目的，采用以下技术方案：
S1、开展岩土体监测点垂直和水平位移日常监测，获取滑移体上的监测点垂直位移矢量和监测点水平位移矢量，并通过三角函数转化成监测点位移矢量；
S2、按照工程地质物理力学参数指标和工程特征，计算岩土体中滑移体的最危险滑移面所在位置；
S3、根据工程地质物理力学参数指标和工程特征，计算岩土体中滑移体上端出现张拉应力或裂隙时，监测点对应最危险滑移面的点的位移矢量；
S4、根据岩土体性质和滑移面形式，把监测点对应最危险滑移面的点的位移矢量转化成监测点位移矢量指标，其中均质土体按监测点到最危险滑移面圆心的距离和滑移半径进行线性比例转化，岩质边坡按刚性体整体滑移计算，即监测点和监测点对应最危险滑移面的点位移矢量相同；
S5、将由最危险滑移面位移矢量转化成的监测点位移矢量确定为监测警戒矢量和危险矢量；
S6、对比日常变形监测位移矢量和监测警戒矢量、危险矢量，判断岩土体边坡是否处于正常或稳定状态。
所述的步骤S4中，均质土体按监测点到最危险滑移面圆心的距离和滑移半径进行线性比例转化，所述的线性比例转化的计算公式为：
R1/R＝Z1/J1＝Z2/J2
其中：R1为监测点到最危险滑移面圆心的距离；
R为最危险滑移面半径；
J1为监测点对应最危险滑移面的点的警戒变形矢量；
J2为监测点对应最危险滑移面的点的危险变形矢量；
Z1为监测点的警戒变形矢量；
Z2为监测点的危险变形矢量。
本发明有益效果：本发明根据具体工程实际物理力学参数指标和工程特性，基于最危险滑移面，提供了一种综合考虑垂直和水平位移的变形监控矢量指标，避免了实际监测中单项指标超标而其他指标正常的“假”预警现象，大大提高了岩土体危险滑移的预警预报效率和准确性，为岩土体变形监测提供了一种有效的监测指标确定方法。
附图说明
图1是本发明工作原理示意图；
图2是本发明监测点位移矢量转化示意图。
图中：1-最危险滑移面圆心；2-监测点；3-滑移体；4-岩土体；5-最危险滑移面；6-张拉裂隙；7-监测点对应最危险滑移面的点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图2所示，本发明一种基于最危险滑移面的变形监测指标确定方法，其具体步骤如下：
S1、开展岩土体4监测点2垂直和水平位移日常监测，获取滑移体3上的监测点2垂直位移矢量H1和监测点2水平位移矢量P1，并通过三角函数转化成监测点2位移矢量S1；
S2、按照工程地质物理力学参数指标和工程特征，计算岩土体4中滑移体3最危险滑移面5所在位置；
S3、根据工程地质物理力学参数指标和工程特征，计算当岩土体4中滑移体3上端出现张拉应力时，监测点对应最危险滑移面的点7的位移矢量即警戒变形矢量J1；计算当岩土体4中滑移体3上端出现张拉裂隙6时，监测点对应最危险滑移面的点7的位移矢量即危险变形矢量J2；
S4、根据岩土体4的性质和滑移面5的形式，把监测点对应最危险滑移面的点7的位移矢量J1和J2转化成监测点2的位移矢量警戒指标Z1和危险指标Z2，其中均质土体按监测点2到最危险滑移面圆心1的距离R1和滑移半径R进行线性比例转化，所述的线性比例转化计算公式为：
R1/R＝Z1/J1＝Z2/J2
其中：R1为监测点到最危险滑移面圆心1的距离；
R为最危险滑移面5的半径；
J1为监测点对应最危险滑移面的点7的警戒变形矢量；
J2为监测点对应最危险滑移面的点7的危险变形矢量；
Z1为监测点的警戒变形矢量；
Z2为监测点的危险变形矢量。
S5、将由最危险滑移面5位移矢量J1、J2转化成的监测点2的位移矢量Z1、Z2确定为监测警戒矢量和危险矢量；
S6、对比日常变形监测位移矢量S1和监测警戒矢量Z1、危险矢量Z2，判断岩土体4边坡是否处于正常或稳定状态。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、开展岩土体监测点垂直和水平位移日常监测，获取滑移体上的监测点垂直位移矢量和监测点水平位移矢量，并通过三角函数转化成监测点位移矢量；
S2、按照工程地质物理力学参数指标和工程特征，计算岩土体中滑移体的最危险滑移面所在位置；
S3、根据工程地质物理力学参数指标和工程特征，计算岩土体中滑移体上端出现张拉应力或裂隙时，监测点对应最危险滑移面的点的位移矢量；
S4、根据岩土体性质和滑移面形式，把监测点对应最危险滑移面的点的位移矢量转化成监测点位移矢量指标，其中均质土体按监测点到最危险滑移面圆心的距离和滑移半径进行线性比例转化，岩质边坡按刚性体整体滑移计算，即监测点和监测点对应最危险滑移面的点位移矢量相同；
S5、将由最危险滑移面位移矢量转化成的监测点位移矢量确定为监测警戒矢量和危险矢量；
S6、对比日常变形监测位移矢量和监测警戒矢量或危险矢量，判断岩土体边坡是否处于正常或稳定状态。
2.根据权利要求1所述的基于最危险滑移面的变形监测矢量指标确定方法，其特征在于：所述的步骤S4中，均质土体按监测点到最危险滑移面圆心的距离和滑移半径进行线性比例转化，所述的线性比例转化的计算公式为：
R1/R＝Z1/J1＝Z2/J2
其中：R1为监测点到最危险滑移面圆心的距离；
R为最危险滑移面半径；
J1为监测点对应最危险滑移面的点的警戒变形矢量；
J2为监测点对应最危险滑移面的点的危险变形矢量；
Z1为监测点的警戒变形矢量；
Z2为监测点的危险变形矢量。
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