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巖土體變形監測常用技術探析

時間:2019-12-17 來源:智能城市 作者:梁琬坤 本文字數:2954字

  摘    要: 文章以綜述的形式闡明了巖土體變形監測技術現狀及發展趨勢,首先對當下較為先進的TDR巖土體變形監測技術進行了分析,并剖析了此項技術的應用原理、應用方式以及現狀,之后在當前所處的大環境下,分析了其他巖土體變形監測技術現狀,主要包括GPS巖土體變形監測技術、巖土體表層收斂監測技術等,最終對其他先進的巖土體變形監測技術逐一分析,并總結了其發展的趨勢,可對今后巖土體變形監測技術等相關領域提供參考依據。

  關鍵詞: 巖土體變形; 監測技術; TDR; 發展趨勢;

  1、 研究背景與意義

  隨著現代社會的發展,工程建筑的規模也逐漸加大,此時大規模建筑因自身自重較大,在進行建設時會產生巨大的應力,而應力會對大規模建筑基礎巖土體造成影響,若基礎巖土體出現大規模變形,必然會影響到大規模建筑的穩定性,因此為了保障大規模建筑的質量,現在許多施工單位都十分重視巖土體變形監測技術的應用。評估巖土體與建筑是否穩定或建筑是否能夠合理使用最關鍵的指標即巖土體的變形量大小,監測所得的結果也可檢驗計算的參數值或測算方式的準確性及適合性。變形量的監測數據也可作為巖土體在實際工程實踐中所采用的加固方式種類的依據。本文為了了解此項技術的具體應用,針對其技術現狀以及發展趨勢進行分析。介于巖土體的工程特性復雜多樣,勘察設計若有疏漏或把握不全面,會產生誤差導致影響工程質量,因此對一些本身地質條件不良的重大工程,巖土體變形監測可及時有效地發現問題,加以適宜的措施,可保證工程的正常有序進行,以此積攢有寶貴的實踐經驗,對探索巖土工程相關領域及提升現場勘察工作任務水平等方面皆具重要的影響與深遠的意義。

  2、 巖土體變形監測技術現狀

  2.1、 TDR巖土體變形監測技術

  目前,受科技發展的引導,出現了許多不同種類的巖土體變形監測技術,其中較為常見的為TDR巖土體變形監測技術。TDR巖土體變形監測技術是近代研發的一種監測技術,受到了廣大巖土體監測單位、施工單位的重視,雖然TDR巖土體變形監測技術應用十分廣泛,但其本身還存在巨大的發展空間,需進一步的對此進行研究才能獲得更好的監測效果。

  TDR巖土體變形監測技術的原理在于電磁學專業,即通過電磁波對巖土體的變形趨勢進行分析。具體應用上,首先發出TDR電磁波,當巖土體發生變形時,變形的運動會對TDR電磁波造成影響,如此通過TDR電磁波的變化,就能夠了解到巖土體變形的具體情況,實現了對巖土體的監測[1]。其次,TDR巖土體變形監測技術主要由電脈沖信號發生器、傳輸線、信號接收器三部分組成[2],通過電脈沖信號發生器發出電磁波,電磁波會在巖土體當中不斷反射,若巖土體發生變形,會造成電磁波反射路徑的變化,因為電磁波的反射狀況會實時通過傳輸線路反饋至信號接收器,所以當電磁波反射路徑出現變化時,即可通過信號接收器的顯示來了解巖土體變形的具體情況[3]。

  就目前TDR巖土體變形監測技術的應用范圍而言,其主要適用于大規模工程建筑、巖體工程建筑;通過此項技術的應用,可有效地避免巖土體大幅變形,且可通過巖土體的變形了解其具體強度,從而對強度不足的巖土體進行改善,使其滿足大規模建設工程的施工需求[4]。因TDR巖土體變形監測技術是當下工程實踐中使用頻率最高的一項巖土體變形監測技術,在當前技術下具有代表性,下文將對此項技術的應用現狀進行分析。
 

巖土體變形監測常用技術探析
 

  2.1.1、 埋設應用

  就目前TDR巖土體變形監測技術的應用上來看,主要以埋設為主要應用方式,即將電脈沖信號發生器埋入地下,進而使電磁波進入巖土體,實現后續的工作流程。但電脈沖信號發生器埋設需要依照相應的規范來進行,以免出現電磁波強度不足、進入錯誤路徑的現象,關于電脈沖信號發生器埋設的正確方法:首先要在巖土體表層上進行鉆孔布設,后將同軸電纜放入其中,待電纜進入巖土體后,將電纜的另一端與TDR測試裝置連接,此時再使用砂漿將電纜與鉆孔之間的孔隙緊密填實,此舉能夠保障同類電纜與巖土體變形狀態協同一致,從而保證TDR巖土體變形監測技術的精確性。

  2.1.2、 計算機技術結合應用

  TDR巖土體變形監測技術與計算機應用操作的結合較為緊密,其通過電脈沖信號反饋所得到的信號訊息,并不是一種直接可以被人工翻譯所獲得的信息數據,因而需要利用計算機技術的轉化顯示功能進行數據處理,使電脈沖信號能夠被人工解讀,以此才能準確無誤地探究巖土體變形方面的相關變化特征。

  2.2、 其他巖土體變形監測技術現狀

  2.2.1、 GPS巖土體變形監測技術

  GPS巖土體變形監測技術具有定位速度快、運作時間長、自動化程度較高等特點,此項技術的應用范圍十分廣泛,在滑坡、地面沉降、大規模工程建設、地質災害當中均有其身影。當前的技術水平在操作GPS巖土體變形監測技術時,首先要確保自身的基準點和監測點的密度及位置與巖土體地質變形分析的需求相符,其次基準點的設立需遠離滑動區域,在不斷地定期維護下,才能實現對變形的監測。GPS巖土體變形監測技術在操作工序上相對復雜,因而適合規模大、精度高的監測工作。

  2.2.2、 巖土體表層收斂監測技術

  巖土體表面收斂檢測技術,主要以收斂計量儀器為主要應用設備,通過該設備的應用,能夠有效測量巖土體表面兩點之間的距離變化,從而對巖土體變形的趨勢進行分析,該設備主要由距離測尺、張拉測力和變形測微組成。在應用時首先需要選定測量點,以此才能構建監測的基礎,之后將收斂計量儀器安置在測量點質檢,設立與初始值相同的拉力值,從而當巖土體發生變形之后,收斂計量儀器會發生相應的變化,通過人工觀測即可了解儀器值數的動態,從而了解巖土變形的幅度。此外,該技術的缺點十分明顯,即監測的精度相對較低,由于其只能夠對巖土表面的變化進行判斷,所以在一些深層次巖土體變化下,此項技術往往無法給出準確的數據。

  2.2.3、 應力變化監測技術

  由于巖土體在變形的運動之下應力的結構會發生相應變化,此時通過應力變化監測技術就能夠得出變形后的應力結構,在應用當中,此項技術同樣需要進行埋入,即通過鉆孔將應力測試儀安裝于地下,當發生變形時即可通過數值變化來判斷其應力結構。

  2.2.4、 耦合監測技術

  耦合監測技術通常與其他監測技術相結合應用,如與巖土體表層收斂監測技術的結合,即通過巖土體表層收斂監測技術,可得出巖土體表層的變化規律,再通過耦合監測技術,可深入地對變形巖土體內部進行分析,從而確認變形巖層的位置,有助于人工對圍巖松動圈的準確判別與加固參數的精確選定。

  3、 結語

  伴隨著現代科技水平的不斷提高,將研發出越來越多的監測技術為實踐提供需要。未來亦可將工程安全監測信息管理與監測數據網絡系統應用于工程的監測數據管理與處理分析,實現監測數據的遠程實時共享及網絡化的管理與分析,此舉足以減輕人工數據分析的勞動強度,提高勞動生產效率,增加了機械化應用,合理地避免了人為因素導致的誤差,使監測成果能按時且精確地回執給相關勘查設計人員,對規避設計和施工風險、保證施工進度和運行安全及準確掌握動態變化等起到了重要作用。

  參考文獻

  [1] 榮光旭.TDR測試技術在巖土工程中的應用[J].工程技術(全文版),2015(24):288.
  [2]張成.基于等效采樣法的TDR技術研究[D].長春:吉林大學,2009.
  [3]董文文,朱鴻鵠,孫義杰,等.邊坡變形監測技術現狀及新進展[J].工程地質學報,2016,24(6):1088-1095.
  [4] 李秉鐸.GPS技術在邊坡變形監測中的應用與數據處理[J].科技與創新,2015(14):137-138.

    梁琬坤.淺析巖土體變形監測技術現狀及發展趨勢[J].智能城市,2019,5(22):138-139.
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