变形监测地质灾害论文

摘要：文章针对矿山露天临时排土场排土台阶变形监测的目的、内容及监测原理、技术方案、监测精度、监测结果和最终结论等方面进行较为详细的阐述，以供同类工程参考。关键词：矿山；露天临时排土场排土台阶；监测原理；变形监测；监测成果一、概述露天开采是国内外矿山开采的普遍形式。以下是小编精心整理的《变形监测地质灾害论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

变形监测地质灾害论文 篇1：

面向边坡变形的地质灾害监测技术研究

边坡变形观测的意义在于提供边坡的稳定状况、位移和变形的规律等,为滑坡预报提供依据。边坡变形观测的目的是确定滑体的周界,定期测量滑动量、主滑动线的方向和速度,以监视建筑物的安全。对于建(构)筑物变形的观测,除采用常规的正、倒垂、引张线等手段外,其外部变形的监测则要依赖于以大地测量学的原理、方法与使用精密测量及计量仪器相结合的精密工程测量这种特殊的手段,通过必要频次的反复测量来保障。变形观测的方法有很多种,一般情况下最为有效的方法是前方交会和极坐标法。近年来由于全站仪和GPS的出现,用全站仪直接测量变形点的三维坐标的方法和GPS直接进行滑坡监测的方法应用越来越多。本论文主要研究使用全站仪直接测量变形点的三维坐标的方法。

作者：余正海

变形监测地质灾害论文 篇2：

基于矿山露天临时排土场排土台阶变形监测的解析

摘 要：文章针对矿山露天临时排土场排土台阶变形监测的目的、内容及监测原理、技术方案、监测精度、监测结果和最终结论等方面进行较为详细的阐述，以供同类工程参考。

关键词：矿山；露天临时排土场排土台阶；监测原理；变形监测；监测成果

一、概述

露天开采是国内外矿山开采的普遍形式。据统计，我国露天开采铁矿石占总产量的90%以上，每年剥离的岩土量达5亿t。露天排土场是露天矿采掘剥离废石的排弃堆积体，它由承纳废石的基底和排弃的散体废土石两部分组成，大型排土场的最大高差为400m左右，最大容量达10亿m3。露天矿排土场的失稳在我国露天矿山，特别是多雨的南方矿山非常普遍，并且常常造成重大经济损失。

为了最大限度地减少或降低排土场滑坡的灾害影响，特别是临时排土场应选择变形监测的方法来解决。为安全生产和稳定性研究服务的，一般说来，对排土场的监测，只是在特殊的条件下，包括：（1）基底存在软弱岩土层或承载能力低的地面；（2）在滑坡没有波及地带有排土设备，或在变形地段有直接进行工作的机动性很强的设备；（3）为对排土场变化过程进行监测，以探求规律，指导生产；（4）为制定并建立保证安全的专业措施，才开展监测工作。

矿山露天临时排土场排土台阶变形监测是针对排土场排土台阶的具体分布情况，拟定具体监测方案，采用相应的技术方法，按照一定的监测精度采集监测数据，通过对监测数据的计算与分析得出监测结论，为露天矿山临时排土场排土台阶的安全分析提供精确数据。

二、矿山露天临时排土场排土台阶变形监测方法及精度

监测区位于某市郊区，本阶段变形监测从2010年6月4日至2010年7月3日止，按监测频率一天一次计算，共监测30次。监测区内共布设变形监测点28点，同时进行水平位移和竖直位移监测。

（一）基准点（网）及工作基点（网）的布设与精度

1.平面基准网。利用该矿区原三等GPS点H13、H18作为起算点，在排土场监测区布设4个工作基点PT01、PT02、PT03、PT04，工作基点均按规范要求进行埋石，由三等GPS点和工作基点构成四等GPS网，平面基准网精度如表1-1～表1-5。

2.高程基准网。利用该矿区原三等水准点H13作为起算点，基准网布测四等水准环线，在排土场监测区布设2个高程工作基点PT03、PT04，高程工作基点与平面工作基点同点，由三等水准点和高程工作基点构成四等高程基准网。使用Trimble DiNi 0.3mm水准仪配铟瓦标尺，按《工程测量规范》中四等水准精度要求施测。各项操作要求及使用的水准仪、水准标尺均按规范要求逐条进行检验。观测资料经检查，各项限差符合要求并进行严密平差计算。

（二）监测点的设置

变形监测点采用长1.5米、直径5cm的钢管打入地下0.8米，并浇灌混凝土固定。钢管顶部贴测量反光片或棱镜（距离较远时）作为监测标志，棱镜固定在距钢管顶部5cm左右。监测点设立在4条近似平行状的台阶断面上，每条断面线上的监测点均位于不同的台阶。共计28个监测点。

（三）监测方法及精度

1.监测数据采集。使用检定合格的Leica TC402全站仪，观测采用极坐标法进行。在工作基点PT03上安置仪器，及时量取仪器高（量三次取中数）、测站温度和气压，将测站点和定向点的坐标和高程及仪器高输入全站仪，同时将温度、气压、仪器的加乘常数也置入全站仪，仪器将自动进行温度、气压、加乘常数改正，随后进行定向并检核基准点或工作基点的距离和高差，检测误差满足规范要求后对各变形监测点进行观测。

监测时直接读取监测点的坐标和高程，坐标和高程均单程施测一测回；半测回坐标较差≤10mm、高程较差≤8mm，满足限差取半测回中数作为该点监测成果，否则重测。

每次监测工作结束后均对排土场台阶进行现场巡视，及时发现危险隐情，杜绝地质灾害的发生。

2.监测数据处理。该矿临时排土场排土台阶为西北至东南走向，排土台阶呈西南高东北低，受地球引力其变形方向大致为西南至东北走向。

（1）水平位移数据处理。临时排土场排土台阶变形监测水平位移的偏离距按基准线（虚拟）投影法计算，将监测数据平面部分（监测点的X、Y坐标）按公式（4-1）进行偏离距计算，相邻两次监测点偏离距之差即为监测点的水平位移量。偏离距计算公式如下：

L=-△y*cosα+△x*sinα （4-1）

式中：L为偏离距，△x、△y分别为监测点与基准线端点纵、横坐标增量，α为基准线的方位角。

经计算整理，该矿临时排土场排土台阶变形监测水平位移的偏离距（监测报表中的观测值）计算按下式进行：

L=-0.672473*X监-0.740124*Y监+2729394.717-40

（4-2）

式中：L为监测报表中的观测值，X监、Y监分别为监测点纵、横坐标观测值，其它为常数项。

水平位移数据采用Microsoft Office Excel制作，形成水平位移测量计算表和水平位移监测日报表。

本阶段变形监测从2010年6月4日至2010年7月3日止，按监测频率一天一次计算，共监测30次，水平位移测量计算表和水平位移监测日报表各30张。

（2）竖向（沉降）位移数据处理。临时排土场排土台阶变形监测竖向位移量采用相邻两次监测数据中各监测点的高程值之差；采用Microsoft Office Excel制作，形成竖向位移测量计算表和竖向位移监测日报表，计算表、报表数量各30张。

三、矿山露天临时排土场排土台阶变形监测结果及分析

（一）监测结果

本阶段变形监测从2010年6月4日至2010年7月3日止，按监测频率一天一次计算，共监测30次。

水平位移量：最大为3-2号监测点，位移量为11.22cm；

最小为3-6号监测点，位移量为0.04cm；

水平位移平均量为1.43cm。

竖向位移量：最大为3-3号监测点，位移量为6.90cm；

最小为1-3、2-7、2-8号监测点，位移量为0.20cm；竖向位移平均量为1.79cm。

（二）监测分析

从变形监测结果看，本阶段所有监测点位移变化总体呈平稳态势，均未出现异常变化。但3-2号监测点的水平位移量偏大，阶段位移量11.22cm，变化速率0.37cm/d；3-3号监测点的竖向位移量偏大，阶段位移量6.90cm，变化速率0.23cm/d，这是个别现象，属雨水冲蚀，无排水设施，排水不畅所致。

本阶段监测正值梅雨节气，虽未出现暴雨天气，排土台阶局部也出现雨水冲沟，为保证排土台阶安全度过梅雨季节，杜绝险情的发生，建议下阶段加大监测频率，增加排土台阶巡查次数，修建排土场的排水沟网，出现裂缝及时处理，确保临时排土场排土台阶的安全，不给排土场周边的采矿设施和居民造成安全威胁。

四、矿山露天临时排土场排土台阶变形监测结论

通过使用先进的仪器和设备，按照科学、合理及详尽的作业方案在野外临时排土区台阶现场及其周边地区进行一定频次的变形监测工作，主要取得以下成果：（1）准确测定监测网和形变监测点的平面坐标、高程，从而取得各监测点的空间三维相对位移值，经合理的数据处理提供监测网和形变监测点水平位移、垂直（竖向）位移及相对位移等动态数据；（2）为掌握临时排土区台阶变形规律、险情预报提供可靠的监测数据；（3）通过监测数据获得了临时排土区台阶局部和整体变形及变形趋势，检验了临时排土区各层台阶的稳定性能；（4）为矿山管理者准确及时地进行排土场安全分析提供精确数据，确保矿山及周边居民的生命和财产安全。

监测结果表明：监测手段先进，监测方案科学、详尽，监测数据精确，完成了监测任务，达到了监测目的。

参考文献

[1] 中华人民共和国建设部.工程测量规范（GB50026-2007）[S].2007.

[2] 中华人民共和国建设部.建筑变形测量规范（JGJ8-2007）[S].2007.

[3] 中华人民共和国建设部.全球定位系统城市测量技术规程（CJJ73-97）[S].1997.

[4] 国家质量技术监督局.地质矿产勘查测量规范（GB/T18341-2001）[S].2001.

[5] 国家技术监督局.精密工程测量规范（GB/T15314-94）[S].1994.

[6] 朱建军，贺跃光，曾卓乔.变形观测的理论与方法[M].长沙：中南大学出版社，2004.

[7] 张正禄等.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005.

作者：章良华

变形监测地质灾害论文 篇3：

GPS在变形监测中的应用分析

摘要：本文主要讨论了GPS在变形监测中的技术，基本理论，及数据处理方法，同时结合一些具体应用事例，分析GPS技术的实用性。

关键字：变形监测：GPS：数据处理

一、绪论

变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。

所谓变形监测，就是利用测量仪器及其他专用仪器和方法对变形体进行监视、观测的工作。变形监测又称变形测量或变形观测，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段，是工程测量学的重要内容。变形监测的对象是多种多样的，从地表到各种工程的建(构)筑物，一切关系到人们生活、生产的实物对象都有可能成为变形测量的对象。

引起变形体变形的原因很多，主要可分为外部原因和内部原因两方面。如:外部原因有使用中的动荷载、振动或风力的影响、地下水位的升降等;内部原因有设计不够合理、施工质量差、施工方法不当等。正确分析(可能)引起变形体变形的原因，对变形监测方案的设计、实施，变形监测后期数据的处理及分析预报是非常重要的。

二、变形检测技术概述

变形监测技术包括常规大地测量技术、特殊变形测量技术、摄影测量技术和GPS技术。在20世纪80年代以前,变形监测主要是采用常规大地测量和某些特殊测量技术。常规大地测量,是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值,其优点是:①能够提供变形体整体的变形状态;②适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境;③可以提供绝对变形信息。但外业工作量大,布点受地形条件影响,不易实现自动化监测。特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量,它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点,但通常只能提供局部的和相对的变形信息。

GPS技术的应用给测量技术带来了一场深刻的革命。GPS技术是监测地壳形变和板块运动的有效手段。我国在利用GPS进行地壳形变监测方面起步较早。从1990年开始,先后建立了多个全国性的GPS监测网(包括中国地壳运动观测网络、国家GPSA级网等)和主要活动带的区域性GPS监测网,进行了多期的复测和连续观测，并利用这些资料首次建立了定量的中国大陆及其周围地区地壳运动的速度场，给出了中国大陆地壳水平运动的基本特征,得到了中国地壳水平运动呈现明显的非均匀性，西强东弱,西部地区的地壳运动受印度板块强烈冲击呈现南北向缩短、东西向伸展、有明显块体特点等重要结论。

三、GPS数据处理在变形检测中的应用分析

1、GPS 变形监测网静态平差。GPS变形监测网的静态平差是把各期的外业观测数据分别进行平差，解算时并不考虑相邻两期观测数据之间的动态参数。在各种变形监测工程中，针对周期性重复测量模式，一般采用静态平差法；而对于不同的变形体和不同的监测环境，可分别选择经典自由网平差、秩亏自由网平差和擬稳平差进行整网的平差解算。

2、GPS监测网变形分析基准的统一。周期性重复测量模式下 GPS 监测网观测是分期进行的。由于各种误差源的影响，导致各期基线向量之间可能存在系统性尺度和方位上的差异，如果解算时不考虑这种偏差，就有可能将其当作变形值来处理，从而导致变形分析结果出现错误，也就不能提供正确的决策依据。因此，解算时必须统一方位基准和尺度基准，常用的方法有多项式拟合法和坐标系统转换法等。

3、建立GPS变形监控在线实时分析系统。对于大坝、大型桥梁、高层建(构)筑物、滑坡和地区性地壳变形监测,研究建立技术先进而又实用的GPS变形监控在线实时分析系统是一个重要的发展趋势。这种系统由数据采集、数据传输和数据处理与分析等几个主要部分组成,可以使监测数据得到及时地分析和处理,从而实时地评价变形的现状和预测其发展趋势,为灾害发生的可能性分析与预报提供科学依据,这对处于活跃阶段的滑坡体变形及断层的相对运动监测具有特别重要的意义。由于建立连续运行的GPS网络系统进行大坝和滑坡等变形监测,成本较为昂贵,因此,研究低成本的GPS一机多天线变形在线实时监测分析系统也一个颇有实际意义的研究方向。

4、建立“3S”(GPS、GIS、RS)集成变形监测系统。随着计算机技术、无线电通讯技术、空间技术及地球科学的迅猛发展,“3S”(GPS、GIS、RS)技术已从各自独立发展进入相互集成融合的阶段。“3S”技术集成,可为分析、研究包括变形信息在内的各种灾变信息之间的相互关系提供技术支撑,特别是时态GIS(TemporalGIS,简称TGIS)技术的应用,它可以描述四维空间的地质现象,除具有一般GIS的功能外,还能够记载研究区域内各种地质现象随时间的演绎过程,这对滑坡等地质灾害的监测预报具有非常重要的作用。因此,研究“3S”集成变形监测系统,也是变形监测技术的重要发展趋势之一。

5、建立GPS与其他变形监测技术集成组合的综合变形监测系统。为克服GPS技术用于变形监测的不足和局限性,根据变形监测的对象和目的,将GPS与其他变形监测技术(如IN2SAR、摄影测量和特殊变形测量技术等)集成组合形成综合变形监测系统,可实现不同监测技术之间的优势互补。例如,将GPS与INSAR集成组合成GPS/INS变形监测系统,可从离散点位测定进入到四维形变场(x,y, z, t)的整体动态精确测定,使GPS变形监测技术应用范围更加广阔。现在GPS等空间测地技术不仅可以应用于水库大坝及各种滑坡的精密外观形变监测,而且已经用于研究板块运动、亚板块运动等问题,这在过去是不敢想象的。

四、结束语

GPS以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在地壳形变和工程及灾害监测中的应用将越来越广泛。GPS用于变形监测，其总的发展趋势是针对不同的监测对象和监测目的，研究建立技术先进而又实用的GPS在线实时监测分析系统和基于GPS与其他技术(GIS、RS、IN2SAR、摄影测量和特殊变形测量技术等)集成组合的综合性的变形在线实时分析系统。GPS应用于大坝和滑坡体等的外观变形监测，与传统的地面测量技术相比有其独特的优越性,但是成本亦较为昂贵。

参考文献

[1]过家春.GPS术在桥梁变形监测中的应用研究[J].合肥工业大学出版社.2010.

[2]胡友健.梁新美.许成功，论GPS变形监测技术的现状与发展趋势[J],测绘科学，2006.

[3]王博. GPS变形监测网数据分析探讨[J]. 科技情报开发与经济.2010

作者：徐晓新 胡小春