滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法

李強(qiáng)龍

(沈陽龍?zhí)鞙y繪科技有限公司,遼寧沈陽 110000)

滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法

李強(qiáng)龍

(沈陽龍?zhí)鞙y繪科技有限公司,遼寧沈陽 110000)

本文介紹了通過云陽滑坡劃分結(jié)果,結(jié)合滑坡的物理力學(xué)性質(zhì),根據(jù)塊體之間變形模型參數(shù)的差異揭示塊體變形狀態(tài)、變形原理和變形趨勢,并為有關(guān)的應(yīng)用部門進(jìn)行滑坡機(jī)理探討、穩(wěn)定性評價(jià)和時(shí)空預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)。

滑坡 模式識別 應(yīng)力分析 應(yīng)變分析

1 云陽寶塔滑坡概況

云陽寶塔滑坡體位于重慶市云陽縣城東約1km處的長江左岸，滑坡前緣高程70m，后緣高程520m，相對高差450m，滑坡區(qū)面積達(dá)2，滑坡體積估計(jì)1億多屬于特大型滑坡。

地貌特征：滑坡區(qū)南臨長江，東西兩側(cè)分別為由北向南的大河溝和湯溪河所深切，成為一面依山，三面傍水的順向岸坡。坡頂高程716m，高出長江枯水位631m，岸坡地形坡度與巖層傾角基本一致，岸坡中地下水補(bǔ)給條件差，排泄條件良好?；滦螤罱埔簧刃危瑥哪舷虮钡臎_溝較發(fā)育，較大的有西部的石板溝和東部的新橋溝，它們是地表水排泄的主要通道。

地質(zhì)特征：滑坡發(fā)育于故陵向斜北翼J3p地層中，巖性為灰白色長石英砂巖與紫紅色泥巖等五層，巖層走向E—W，傾向S，傾角上陡下緩(40°～8°)，呈椅狀，滑坡剪出口高程70m，低于長江枯水位13m以下。

2 程序設(shè)計(jì)和位移量計(jì)算

本文以Visual Basic 6.0為開發(fā)語言，以Visual Basic 6.0的內(nèi)置數(shù)據(jù)庫Microsoft Jet SQL進(jìn)行數(shù)據(jù)管理?；鹿こ坛绦虬凑毡O(jiān)測和數(shù)據(jù)分析處理先后順序來設(shè)計(jì)，由“數(shù)據(jù)錄入”、“變形計(jì)算”、“滑坡分類”、“變形區(qū)域劃分”、“監(jiān)測點(diǎn)位移時(shí)間序列圖”、“幫助”、“退出”七個(gè)主菜單和一些命令控件組成。計(jì)算位移量時(shí)，以2011年1月的監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)作為基準(zhǔn)值，另一期的同它相比較。位移量以表的形式保存，以監(jiān)測點(diǎn)的點(diǎn)號作為表的關(guān)鍵字。

3 滑坡塊體識別

在實(shí)現(xiàn)滑坡聚類分塊時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)聚類的思想，采用將各個(gè)單元逐步擬合連成若干個(gè)大類塊域的方法進(jìn)行。在擬合過程中，既要考慮單元之間的相似性，又要考慮它們之間的連通性的要求。各個(gè)單元之間的擬合單位權(quán)方差作為聚類的指標(biāo)矩陣，把單元之間的鄰接關(guān)系矩陣作為約束矩陣。在已知點(diǎn)位精度的情況下，以2倍的點(diǎn)位中誤差作為閾值。各類內(nèi)部所有單元一起擬合得到的擬合方差小于給定的閾值，滿足類的定義和各區(qū)域內(nèi)部相似性的要求。還可以通過假設(shè)檢驗(yàn)的方法，在一定置信度下，來檢驗(yàn)一單元聚類到另一單元的可能性。各個(gè)類內(nèi)部的單元之間在地理位置上相互接壤、連成一片，滿足各類內(nèi)部各單元連通性的要求，把滑坡體劃分成若干個(gè)均勻應(yīng)變區(qū)域。計(jì)算每一類的變形模型參數(shù)，以表的形式保存，分類號作為表的關(guān)鍵字。

圖1

4 滑坡二維變形分析

滑坡的二維變形模式識別是通過對監(jiān)測點(diǎn)的平面坐標(biāo)(x,y)和位移量(dx,dy)進(jìn)行塊體劃分，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)變分析。本文以云陽滑坡2011年1月到2013年9月的8期觀測資料進(jìn)行平差計(jì)算，得到滑坡體上的12個(gè)監(jiān)測點(diǎn)平面坐標(biāo)和位移矢量?；律系?2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)構(gòu)成14個(gè)三角形單元，9作為閾值進(jìn)行滑坡的分塊。

通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在給定閾值下，2011年1月至2011年5月、2011年6月、2011年7月滑坡體合并成一個(gè)塊體。說明2011年1月到2011年7月期間，滑坡各部分沒有明顯的變形。

2011年1月至2011年8滑坡識別后分成4塊，如圖1所示，每一個(gè)塊包含的三角形單元為A：1；B：2；C：3，5，6，7，8，910，11，12，13；D：4。A塊的最大應(yīng)變、最小應(yīng)變都為壓縮應(yīng)變，最小應(yīng)變值非常小。A塊的變形為單向壓縮，說明它的西側(cè)區(qū)域?yàn)榉€(wěn)定的并存在斷裂帶，在實(shí)際地質(zhì)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)A塊西側(cè)為古滑坡的滑壁，是基巖，與分析結(jié)果吻合。B、C、D塊最大應(yīng)變?yōu)閴嚎s應(yīng)變，最小應(yīng)變?yōu)槔鞈?yīng)變。A、B、D三塊以大致沿X軸方向壓縮變形為主，沿Y方向拉伸。而且變形量遠(yuǎn)大于C塊。C塊的應(yīng)變量很小，可能由觀測誤差引起的，認(rèn)為C塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。97年1月至97年8月期間，A塊和B塊由于最小主應(yīng)變不同，這兩個(gè)相鄰塊并沒有合成一個(gè)塊體，C塊沒有滑動(dòng)，D塊沿X軸成23°夾角向下滑動(dòng)，移動(dòng)量沒有A、B大。整個(gè)滑坡屬于推壓型滑坡，仍處于穩(wěn)定狀態(tài)?；略?011年7月至8月之間發(fā)生很大的變化，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件分析認(rèn)為是由于大量降雨引起的(8、9月為當(dāng)?shù)氐挠昙?。2011年1月至2011年9月同2011年1月至2011年8月在塊體劃分和應(yīng)變信息大致相同，在8、9月滑坡的各塊運(yùn)動(dòng)趨勢基本保持不變。

5 結(jié)語

通過以上分析可得出以下結(jié)論：

(1)在滑坡二維變形分析中所做的滑坡分塊和應(yīng)變分析同實(shí)際情況是吻合的。在觀測期內(nèi)A、B塊沿X軸向下滑動(dòng)；D塊一直保持相同的變形模式，認(rèn)為D塊不屬于該滑坡。(2)在觀測初期，就可以進(jìn)行滑坡分塊。在觀測期間，若滑坡塊體內(nèi)各部分保持變形趨勢相同，滑坡的塊體劃分不會(huì)發(fā)生太大的變化；(3)在監(jiān)測點(diǎn)比較少的情況下，分塊后可能存在獨(dú)立三角形單元。這是因?yàn)槲灰剖噶坎蛔阏f明它是均勻應(yīng)變塊體還是不均勻應(yīng)變塊體，只有由兩個(gè)以上基本單元聚合的塊體才能通過位移矢量證明為均勻應(yīng)變塊體。對于獨(dú)立三角形塊體，有兩種可能：一種是均勻應(yīng)變塊體，一種是非均勻應(yīng)變塊體。對非均勻應(yīng)變塊體存在斷裂的可能性較大。如果一個(gè)獨(dú)立的三角形塊體位于兩個(gè)大塊體之間，它很可能就是斷裂帶所經(jīng)過的地方。所以應(yīng)加強(qiáng)對獨(dú)立三角形塊體的監(jiān)測點(diǎn)觀測，以獲取進(jìn)一步信息，或進(jìn)行地表調(diào)查。(4)總之云陽滑坡屬于壓推型滑坡。

[1]殷坤龍,韓再生,李志忠.國際滑坡研究的新進(jìn)展[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2000(5).

[2]黃聲享,尹暉,蔣征.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社,2003(1):98-128.