滑坡检测课程设计

1、滑坡崩塌的简易监测有哪些步骤?

（1）选定监测点。一般选在主裂缝的两侧，每两个点为一组，最好设3～5组。

（2）确定测量工具和观测周期。可以用钢卷尺或测绳进行测量。观测周期一般为每月观测一次。变形滑动明显时，可以增加到每周（或每天）一次。暴雨期间，可以增加到数小时一次。

（3）记录、分析回监测结果。每次观测，都应认真做好记录，并根据监测结果分析预测滑坡崩塌的发展趋答势。

2、滑坡监测信息系统研制与开发——以四川雅安峡口滑坡为例

周平根1　姚磊华2

(1中国地质环境监测院，北京，100081;

2中国地质大学工程技术学院，北京，100083）

【摘要】笔者以四川雅安峡口滑坡为例，在分析滑坡监测系统的数据结构和应用功能的基础上，基于Microsoft Windows 98（或更高）或 Microsoft Windows 2000中文版平台，应用 Microsoft Vsual FoxPro 6.0（中文版）+Microsoft Vsual Baisc 6.0（中文版）开发滑坡监测信息管理系统。系统包括：所有数据库的录入与信息维护，含新建、删除某个滑坡体，修改滑坡体的基本信息，新建或删除滑坡体的某个监测点，修改监测点的基本信息，监测数据的输入及编辑；系统查询，快速筛选、输出用户所需的数据；数据处理，用别的数据格式导入与导出用户所需数据格式，将用户所选数据生成简易报表，生成用户所需的动态曲线；数据库维护，包括数据库的备份与恢复，数据库的加密与解密。

【关键词】峡口滑坡　监测　数据库　研制　四川雅安市

1　引言

滑坡是我国分布最为广泛的地质灾害类型。其特点是突发性强且危害巨大。有关部门对部分滑坡进行了不同程度的监测，取得了部分宝贵的监测资料；少许单位还进行了监测数据库系统的开发研制，如长江三峡链子崖危岩体监测数据库管理系统、万县豆芽棚滑坡监测数据库系统等。这些成果虽解决了当时工程活动中数据管理的难题，但普遍存在各种各样的不足。该项研究是滑坡监测的示范工程之一，将提供一套可普遍适用于滑坡地质灾害监测数据管理的32位软件，为滑坡体的预测预报提供基础。

2　系统设计原则与运行环境

2.1　系统设计原则

系统设计时遵从以下基本原则：

2.1.1　简单易用的原则

（1）设计简单友好的用户操作界面；（2）符合软件的使用习惯。

2.1.2　稳定性原则

（1）编写容错代码提高系统的容错能力；

（2）提供警告、消息等提示窗口或设计向导引导用户进行正确操作。

2.1.3　性能优化原则

由于系统数据量较大，记录多达数十万条乃至更多，在系统设计时尽可能地考虑了程序代码的优化，以提高系统的检索效率。

2.1.4　易于升级原则

尽可能地考虑用户所需的其他功能，为本系统升级留足余地。

2.2　系统环境

2.2.1 系统开发软件环境

（1）系统平台：Microsoft Windows 2000中文版；

（2）开发平台：Microsoft Vsual FoxPro 6.0（中文版）＋Microsoft Vsual Baisc 6.0（中文版）[1];（3）支持系统：Microsoft Office 2000（中文版）。

2.2.2　系统运行环境

建议系统运行环境为：Penturm 3-500/128M RAM（或更高）；Microsoft Windows 98（或更高）或 Microsoft Windows 2000中文版；系统安装时，硬盘需空间约50M。

3　系统功能分析

3.1　监测方法分类

本系统管理的最终目标是监测数据。不同的监测方法产生不同类型的监测数据。要将这些数据加工成适合于数据库管理的形式，首先需对监测方法进行分类。

用于滑坡监测的方法繁多，其原理各不相同，原始数据、中间数据和结果数据类型亦各有差异。本研究根据实际滑坡监测资料，可将滑坡监测的各种方法按数据库管理要求归类划分[2]，大体分为以下8种（表1）。

表1　监测方法分类

3.2　系统管理目标分析

本系统基本针对雅安峡口滑坡，当针对区域地质灾害监测时，它可以管理多个滑坡体。滑坡具有众多繁杂的特征，如所处的地理位置、结构特征、环境地质条件等100余条特征。对于监测系统，这些特征的作用并非都并驾齐驱。因此在进行设计时，仅着重管理和监测系统密切相关的部分特征，如地理位置、滑坡类型、规模等。其他特征可在备注文字中根据需要或详或略地进行说明。

监测系统的基础是各种类型的监测点。监测点具有一系列重要的特征，如监测点部位、监测方法、所用仪器、安装日期等。这些特征是分析判断滑坡体变形和稳定性的前提。一个监测点在某一时段内产生一个监测数据序列。数据序列的变化反映监测点所处滑坡体部位的变形量、速率等动态特征，通过变形分析确定滑坡体的稳定性状况。

3.3　系统功能划分

本系统包括以下基本功能：

（1）所有数据库的录入与信息维护：包括新建、删除某个滑坡体，修改滑坡体的基本信息，新建或删除滑坡体的某个监测点，修改监测点的基本信息，监测数据的输入及编辑。

（2）系统查询：快速筛选、输出用户所需的数据。

（3）数据处理：用别的数据格式导入与导出用户所需数据格式，将用户所选数据生成简易报表，生成用户所需的动态曲线。

（4）数据库维护：包括数据库的备份与恢复，数据库的加密与解密。

3.4　系统模块划分

根据系统功能要求，编制了以下主要模块：

（1）数据录入维护模块：用于输入或修改各类数据。

（2）数据查询模块：用于筛选用户需要的数据，生成数据曲线、统计变形量。

（3）数据处理模块：打印滑坡或监测点信息，分类打印监测数据或监测仪器、人员、仪器生产厂商等辅助性信息。主要是报表和图形的生成与输出，数据的导入与导出。

（4）数据维护模块：数据库的加密与解密，用户管理等。

各模块功能及关系如图1。

图1　数据库模块划分关系图

4　系统设计

4.1　数据库及库表（Database＆able）

数据库及库表是系统的基础，是用来存放用户数据的容器。本系统仅建立一个数据库，名称为SLINFO。数据库包括以下库表（表2）。

表2　系统数据库表

续表

4.2　系统菜单

本系统采用菜单管理方式，由主菜单和子菜单系统构成。界面结构见图2。

图2　录入维护菜单

4.3　系统设计

4.3.1　录入维护界面设计

系统对15种数据库分别设计了单记录录入维护窗口和多记录维护窗口（如图3）。在单记录维护窗口中，设置的记录移动条可以下移一个记录、上移一个记录、移动到第一条记录、移动到最后一个记录。另外分别设置了快速定位、增加记录、删除记录、取消修改、退出等功能按钮，对个别需要图形输入的数据库增加了图像输入按钮。为方便输入每个数据库增加了多记录维护窗口，可以使输入维护更加快捷方便。

4.3.2　数据查询（Query）

对系统中的15个数据库设计了统一的查询方式，可以提供任意条件的查询统计。同时可以把查询结果保存为文本文件和数据库文件，并且可以在图形向导的指引下进行简单的图形绘制。

4.4　图形

根据用户需要可以进行图形输出。根据需要系统可以生成图形。图形的处理主要在查询结果窗口，因为一般的图形是特定条件下的图形，在查询结果窗口可以根据查询的数据绘制简单的图形（如图4）。

图3　录入维护窗口示例

4.5　报表（Report）

输出用户所需信息。包括以下几种类型：滑坡或监测点基本信息报表，监测人员、仪器、仪器生产厂商等辅助性信息报表，各类监测数据报表，曲线、统计数据等结果主表。

4.6　其他

根据系统中的数据库维护等项内容，主要完成对数据库的加密和解密及数据库的备份和恢复。防止无关人员有意或无意对数据库进行损害，或者在数据库遭到损害时进行数据库的恢复。

在实际应用中，由于多方面的原因，数据表中可能存在无效的记录，即非法记录。包括点号为空的记录、数据原始观测值为空的记录、日期为空的记录等。当非法记达到一定数量时，将影响系统性能。及时清除非法记录，是维护系统正常运行的必要措施。

图4　由钻孔倾斜仪测得深部位移

5　结论

以雅安峡口滑坡为例研制的管理监测数据的信息系统，已经对滑坡各方面的观测数据进行有效管理，为今后进一步深入研究典型滑坡体——雅安峡口滑坡的发育规律以及各种监测手段的评价提供了坚实的基础。该系统针对区域地质灾害监测数据管理，它可以管理多个滑坡体。下一步开发计划将增加监测数据的应用系统，主要研究利用监测数据开发滑坡预测指标和模型，使滑坡监测信息系统应用得到加强。

参考文献

[1]潘广和，刘位申.VisualPro6.0 for Windows编程与应用[M].北京：清华大学出版社，2001

[2]周平根.滑坡监测的指标体系与技术方法.地质力学学报[J].Vol.10.2004,（1）:19～26

3、滑坡监测的基本方法

6.2.1　滑坡发育的阶段性特征与观测

滑坡的发生要经历蠕滑、滑动和剧滑三个阶段，三个阶段的变形特征各不相同，表现出滑坡的地表位移、速率、裂缝分布和各种伴生现象各不相同。因此，根据滑坡发育不同阶段特点，采用有针对性的观测方法是实现滑坡观测的关键，也是能否有效观测滑坡的关键。因此，准确的认识滑坡发育的阶段性，并按滑坡不同发育阶段的特点进行有针对性的观测就显得非常重要。

6.2.1.1　滑坡发育的阶段性特征

滑坡发育过程具有明显的阶段性特征，这种阶段性特征完全决定于岩（土）体的力学性质，反映出不同性质岩（土）体在重力作用下发生变形的过程。因此，确定滑坡发育的阶段性，可借助于对岩（土）体在受力条件下发生变形破坏过程分析来实现。一般说来滑坡变形可分为蠕滑、滑动和剧滑三个阶段。

6.2.1.2　岩（土）体变形的阶段性特征

一般说来处于自然条件下的岩（土）在长期的载荷作用下，岩（土）应力、应变将随时间而发生变化，当变形发展到一定的阶段，岩（土）发生破坏。岩（土）的这一流变过程可通过实验得到证明（图6-6）。当在岩土试件上施加一个恒定的载荷时，岩（土）立即产生一瞬时弹性应变εe（OA）段。这一变形时间极短，可以认为在t=0完成，其应变为εe=6/E。εe若载荷保持恒定，此时岩（土）的变形随时间缓慢地增加。根据蠕变的特点，其过程可分为三个阶段。

第一蠕变阶段（AB段）：也称蠕滑阶段。在这个阶段内，蠕变曲线呈向下弯曲的形状，表现出应变率ε随时间迅速递减。当达到B点，应变率则处于本阶段的最小值。若在这一阶段之中（曲线上某一点E）进行卸载，应变ε则沿曲线EFG下降，表现出弹性变形，最后应变为零。

第二蠕变阶段（BC段）：也称稳滑阶段。蠕变曲线近似一倾斜的直线，即蠕变应变率ε保持常量，一直持续到C点。若在这一阶段中进行卸载，则应变沿曲线HIJ逐渐恢复，最后保留一定的永久变形εp。

第三蠕变阶段（CD段）：也称加速滑动阶段。应变率由C点开始迅速增加，达到D点，岩石即发生破坏。这一变形阶段时间较短。

6.2.1.3　岩（土）体的结构与环境对岩（土）流变影响

由于岩（土）体中存在大量的节理、裂隙等不连续结构面，大大降低了岩体的完整性和岩石强度。因此，结构面对岩体强度及其破坏的影响十分明显。试验表明：当受力（剪力）方向与岩体中潜在的结构面垂直时，抗剪强度接近岩石的实验强度。当受力（剪力）方向与岩体中的结构面斜交时，抗剪强度取决于不连续面结构面的胶结程度与胶结物强度，由于胶结物强度一般低于完整岩（土）的强度，因此，包含结构面的岩（土）体强度较完整岩（土）体低，变形同样具分阶段的特点。

图6-6 滑坡岩（土）蠕变曲线

结构面的形态也决定了岩体的力学性质。当结构面是呈平直状时。受力作用后沿结构面产生位移，其应力一应变曲线为连续光滑曲线。当结构面呈粗糙不平的锯齿状时，结构面的咬合较大，摩擦阻力也大，抗剪程度较大。在受力过程中，剪应力首先在结构面端点或结构面凸点受力一侧集中。当剪应力达到结构面端点或凸点的最大强度值（Cmax）时，首先发生破裂，位移随之增大，剪应力逐渐减小，达到一定程度后C值保持一定值，即残余强度。随着位移的发展，应力又在下一个结构面端点或凸点集中，并逐渐发展下去，应力一应变曲线表现锯齿状振荡，最后使得岩（土）体破坏，变形趋势线仍具有岩（土）分阶段变形的特征。

岩（土）体所处的环境条件（如岩石的含水量）是影响岩（土）体力学性质又一因素。研究表明，岩（土）体结构面在富水后，其强度比干燥时大大降低。如结构面中夹有粘土，富水后结构面抗剪强度可降低3～5倍，其变形趋势线仍具有岩（土）分阶段变形的特征。

6.2.2　滑坡变形过程的阶段性特征

由不同岩（土）构成的坡体在重力作用下发生变形破坏，其变形的过程必然具有岩（土）的变形特征。一般而言，滑坡的变形过程也可划分为三个阶段（图6-7）。

6.2.2.1　蠕滑阶段

滑坡发育的第一阶段，即斜坡上的岩（土）体在重力作用下，应力首先在坡体中结构面（层面、节理、裂缝等）的两端和凸点处集中，并发生蠕滑变形。随着结构面上剪应力增大达到Cmax时，在结构面的端点发生微破裂，并逐渐向下一个结构面端点或凸点发展。坡体表现出缓慢的蠕滑变形。蠕滑变阶段的变形特征有：

（1）地表裂缝：在坡体的后部出现横向拉张裂缝，部分巨型滑坡后缘裂缝可因滑坡体的巨大应变积累能力被拉开数十米。

（2）滑动带（面）：在垂直固段蠕变形成剪切变形带（面），并切断应力最先集中的垂直固段。剪切带内的抗剪强度由峰值强度逐渐降低。可见到剪切活动后留下的擦痕、破劈理现象。

（3）滑体变形：在滑坡体的后部和滑带（面）上可见不连续分布的裂缝，变形几乎全部都集中在剪切带上，地表宏观现象不明显。

图6-7 滑坡变形阶段性曲线

6.2.2.2　滑动阶段

滑坡发育的第二阶段。随着剪应力将滑面上的各锁固段（点）逐个剪断，坡体的变形越来越大，表现出变形缓慢增加，此时潜在滑面的强度为滑动面的残余强度，时间应变曲线为光滑的曲线或跳跃式的位移。滑动阶段的变形特征有：

（1）宏观地貌形态：显露出滑坡总体轮廓，在纵向上可见解体现象。同时，滑坡周界的裂缝已基本连通，后缘可见拉张裂缝，部分可见前缘鼓胀裂缝。

（2）滑动面：剪切滑带已逐渐形成，滑带可见擦痕、镜面等滑动现象。

（3）发育历时过程：这一阶段发育的时间较长，触发因素对加速滑动发育过程起主导作用。

（4）伴生现象：在滑坡发生过程中，常会出现地下水异常，动物异常、声发射、地物、地貌改变，滑坡后壁或前缘出现小崩塌。

（5）滑坡体的运动状态：滑坡呈匀速位移或缓慢增大，并有逐渐增大的趋势。

6.2.2.3　加速阶段

加速阶段是滑坡发育特征最为明显、变形速率最快、最具可能发生破坏的阶段。当滑动面已基本贯通，滑动面上的残余强度接近滑坡体的下滑力时，岩体处于快速位移状态，位移历时曲线迅速向上扬起。这一趋势继续发展，最终将导致滑坡发生。滑坡加速变形阶段的特征有：

（1）地表裂缝：滑坡体上各种类型的裂缝都可能出现，但变化很快。后缘和侧缘裂缝两边出现滑坎，后壁上常有小崩塌发生。中段很多的拉张裂缝。前段出现扇形裂缝。

（2）滑动面：滑动面已完全贯通，形成完整的滑面。

（3）滑坡的运动状态：滑坡体在重力作用发生滑动，表现为一次或断断续续的多次完成滑动过程。

（4）触发因素的作用：触发因素继续起作用，特别是断断续续发生滑动的滑坡，其触发因素的作用十分明显。

（5）伴生现象：地下水异常、动物异常、声发射等现象继续出现，后壁或前缘的小崩塌明显增多。

（6）发育历时：较短或很短。

6.2.3　滑坡的变形观测的主要内容

6.2.3.1　地表位移监测

滑坡体表面变形观测是通过在滑坡体表面设立观测点，查明滑坡水平、垂直位移的速率及方向，坡体倾斜速率及方向。同时对坡面的变形裂缝进行观测，裂缝观测的目的是查明滑坡的发育状态，位移速率，性质（张性、剪性、压性、产状），裂缝的长度、宽度、延伸方向，有无充填物、充填物含水性以及裂缝两壁的相对位移（图6-8）。

地物变形观测主要是查明建筑物在滑坡体上的变形，开裂裂缝形状及特征，水平位移、垂直位移的速率及方向以及发生变形的时间。

图6-8 滑坡观测内容

6.2.3.2　地下变形观测

地下变形监测也称深部变形观测，监测的内容包括：对坡体内软弱结构面或滑面的位置、埋深、组数的进行监测，确定滑动面（带）上下相对位移速率及方向。通过对监测资料的分析，可确定各滑动面（带）之间的连通性、滑带土的物理性质，为滑坡的稳定性分析提供依据。

6.2.3.3　影响因素观测

影响因素监测主要是对诱发滑坡的因素进行观测，常见的滑坡诱发因数观测有：降水观测，地下水动态观测，地表水观测，地声、地温、地应力、地震等观测，人类工程活动的观测。在这些诱发因素里面，降水观测、地下水观测、人为活动的观测是最常见的内容。

降水观测：是通过在滑坡区域内建立雨量计，观测区域内降雨量的大小，特别注意观测过程降雨量，24小时降雨量，最大小时降雨量。

地下水观测：观测地下水出水点的数量、位置，地下水来源（补给），滑坡体中地下水渗流状态，查明出水点的类型、流量。有条件的地方可观测地下水物化性质，水温、浑浊度、硬度，p H值等。

人为活动观测：主要包括爆破及地震作业观测；工程开挖和工程堆填的观测。

6.2.3.4　宏观地质监测

宏观地质监测是采用地质巡视、简易测量等方法对滑坡进行观测，观测的内容包括：

（1）地表裂缝的分布。

（2）裂缝的扩展、裂缝的性质。

（3）斜坡掉块、滚石。

（4）地表动物异常情况。

（5）地下水出水点数量变化，地下水位变化，地下水流量。

6.2.4　滑坡监测技术方法与手段

滑坡监测技术等在国土资源、铁路和水利水电等部门都有较深入的应用，根据监测对象与内容不同，监测方式、方法和手段也有所不同（表6-11）。常见的监测方法有：

表6-11 滑坡监测常规方法

6.2.4.1　地表位移监测

1）大地测量法

大地测量法的优点是技术成熟、精度高、资料可靠、信息量大；缺点是受地形视通条件和气候影响均较大。大地测量法使用的仪器有：

（1）经纬仪、水准仪、测距仪，其特点是投入快，精度高、监测面广、直观、安全、便于确定滑坡位移方向及变形速率，适用于不同变形阶段的水平位移和垂直位移，受地形限制和气候的条件影响，不能连续观测；

（2）全站式电子测距仪、电子经纬仪：其特点是精度高、速度快、自动化程度高、易操作、省人力、可跟踪自动连续观测，监测信息量大，适用于加速变形至剧变破坏阶段的水平位移、垂直位移监测。该方法在长江三峡库区10多个监测体上得到普遍应用，监测结果直接用于指导防治工程施工。

2）全球定位系统（GPS）观测

全球定位系统（GPS）法精度高、投入快、易操作、可全天候观测，同时测出三维位移量X、Y、Z，对运动中的点能精确测出其速率，且不受条件限制，能连续监测。其缺点是成本较高。适用于不同变形阶段的水平位移和垂直位移监测。我国已经在京津唐地壳活动区、长江三峡工程坝区建立了GPS观测网，并将GPS技术应用在三峡库区滑坡、链子崖危岩体变形监测以及铜川市川口滑坡治理效果监测。

3）遥感RS法和近景摄影法

遥感RS法和近景摄影法适用于大范围、区域性崩滑体监测。根据遥感图片，进行滑坡判断，根据不同时期图像变化了解滑坡的变化情况；利用高分辨率遥感影像对地质灾害动态监测：随着遥感传感器技术的不断发展，遥感影像对地面的分辨率越来越高。例如：美国LANDSAT卫星的TM遥感影像对地面的分辨率为29m，法国SPOT卫星全波段影像对地面分辨率达10m，而美国IKNOS卫星影像对地面的分辨率高达1m。利用卫星遥感影像所反映的地面信息丰富，并能周期性获取同一地点影像的特点，可以对同一地质灾害点不同时期的遥感影像进行对比，进而达到对地质灾害动态监测的目的。近景摄影法用陆摄经纬仪等进行监测，其特点是监测信息量大，省人力、投入快、安全；但精度相对较低，主要适用于变形速率较大的滑坡水平位移和危岩陡壁裂缝变化的监测，受气候条件影响较大。如用于三峡库区大型崩滑体易发区段的划分和预测以及西藏波密易贡高速巨型滑坡分析预测。

4）滑坡变形（位移）观测仪

滑坡变形（位移）观测仪（又称滑坡裂缝计、滑坡变形观测仪）：这类观测仪器很多，结构类型有机械、电子式或机械电子式等仪器，主要用于对滑坡地表裂缝、建筑物裂缝的变形位移的观测，可以直接得到连续变化位移—时间曲线，能满足野外条件下工作的长期性、稳定性、可靠性、坚固性要求。滑坡变形（位移）观测仪适用于野外长期工作，记录到的数据曲线直观、干扰少、可信度高，因此，应用非常广泛。由于滑坡裂缝较多，在滑坡上分布广，因此，所需仪器数量较多，布置分散，每一台观测仪器只反映了一条观测裂缝的位移变形，这也对观测信息的集成传输造成了一定的困难，一般都需要人直接去操作仪器。在滑动出现险情时，有人员不宜接近的缺点。

5）排桩观测

排桩观测是一种简易观测方法。该方法是从滑坡后缘的稳定岩体开始，沿滑坡轴向等距离设一系列排桩（图6-4）。排桩布设一般都埋设在滑坡变形最明显的轴线上。如滑坡的宽度大，可并列地布多排观测桩。排桩的起始点（0点）埋设在滑坡后缘以外的稳定岩体上，将它们为测量的起始点，然后依次沿轴向埋设1号桩、2号桩。各桩的间距10m左右。桩的多少视滑坡后缘拉缝分布的宽度而定。

测量时，分别测量N0→N1、N1→N2—→Ni-1、Ni的长度和相应的桩之间的地面倾角αi，各桩之间长度的变化即反映两桩之间控制裂缝的变化。

6.2.4.2　地下变形监测

1）钻孔倾斜仪

利用钻孔倾斜仪和多点倒捶仪进行监测，主要适用于滑体变形初期的监测，即在钻孔、竖井内测定滑体内不同的深度的变形特征及滑带位置。钻孔倾斜法是监测深部位移的最好办法之一。精度高、效果好、易保护，受外界因素干扰少，资料可靠，但量程有限、相对成本较高。钻孔倾斜仪按探头的安装和使用方法可分为移动式和固定式两类，在滑坡监测中广泛使用。

近几年，随着光纤传感技术的发展，在岩土变形观测上也出现了光纤、光栅传感器，并在滑坡观测上作了一些应用试验。光纤、光栅传感器观测精度高，运行可靠，维护少，在滑坡观测上是很有前景的一种观测手段。同时由于光纤、光栅传感器体积小，传感器需要一种中间介质来实现对滑坡的观测。因此，中间介质的选取、结构样式的设计就十分重要，目前还没有这类专门的成型设计，都是根据滑坡观测的要求和实施条件进行设计，使用的效果存在较大的随机性，安装也很复杂。目前在滑坡观测上使用较少。

2）测缝法（竖井法）

利用多点位统计、井壁位移计、位错计、收敛计、TDR等进行观测。观测方式一般通过钻孔、平硐、竖井进行，观测滑坡深部裂缝、滑带或软弱带的相对位移情况。其特点是精度较高、量程小、易保护，但投入较大、成本高，仪器、传感器易受地下水、气候等环境的影响。目前受仪器性能、量程所限，主要适用于滑坡初期变形阶段，即测量小变形、低速率、观测时间相对不很长的监测。

6.2.4.3　滑坡诱发因素监测

1）地下水动态监测

地下水动态监测包括地下水位和间隙水压监测。利用自动水位记录仪测量水位，这种方法对进行远距离遥测、多点测量及小口径钻孔（仅30mm）很有效。我国正在普遍使用自动水位记录仪。间隙水压力计：在国外，应用间隙水压力计进行滑坡监测已较普遍，但国内尚未普及使用。技术关键是如何实测滑动带中的真实孔隙水压力值，为此牵连到很多安装埋设的工艺技术问题。几十年来各国先后研制了各种形式的间隙水压力测量仪器，如开口立管式、卡隆格兰德型、气动型、液动型和电动型的探头等。

2）气象观测

气象观测技术方面是通过雨量计、蒸发仪等对气象因素进行观测，分析降雨与滑坡滑动的关系。我国大部分地区的滑坡都与降雨有关，所以研究降雨的临界值与滑坡的关系对滑坡问题有非常重要的意义。

3）地声监测

地声监测技术方法是利用测定滑坡岩体受力破坏过程中所释放的应力波的强度和信号特征，来判别岩体的稳定性。最早应用于矿山应力测量，近十几年来逐渐被应用到滑坡的监测中。仪器有地声发射仪、地音探测仪。利用仪器采集岩体变形破裂或破坏时释放出的应力波强度和频度等信号资料，分析判断崩滑体变形的情况。仪器应设置在崩滑体应力集中部位，灵敏度较高，可连续监测，仅适用于研制崩滑体或斜坡的变形监测，在崩滑体匀速变形阶段不适宜。测量时将探头放在钻孔或裂缝的不同深度来监测岩体（特别是滑动面）的破坏情况。声发射技术可作为滑坡挤压阶段、地面裂缝不明显、地面位移难以测出的早期监测预报手段，对崩塌性滑坡具有较高的应用前景，但对其他类型滑坡应用的可能性尚待深入研究。

4）地温观测

地温监测技术方法是利用温度计测量地温，分析温度变化与岩石变形的关系，间接了解危岩体的变形特征。

5）地震监测

由于地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一，对崩滑体的稳定性起着重要作用，应采用地震仪等监测区内及外围发生的地震的强度、发震时间、震中位置、震源深度，分析区内的地震烈度，评价地震作用对崩滑体稳定性的影响。

6）人类相关活动观测

由于人类活动如洞掘、削坡、爆破、加载及水利设施的运营等，往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害，在出现上述情况时，应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测，应监测对崩滑体有影响的项目，监测其范围、强度、速度等。

6.2.4.4　宏观地质调查观测

采用常规地质调查法，定期对崩滑体出现的宏观变形形迹（如裂缝发生及发展、地沉降、下陷、坍塌、膨胀、隆起、建筑物变形等）和与变形有关的异常现象（如地声、地下水异常、动物异常）进行调查记录。

综上所述，目前，国内外滑坡观测技术方法已发展到一较高水平。主要表现在：

（1）由过去的人工用皮尺地表量测等简易监测，发展到可以运用仪器仪表对灾害进行观测，现正逐步实现自动化、高精度的遥测系统。

（2）监测技术方法的发展，拓宽了监测内容，由地表监测拓宽到地下监测、水下监测等，由位移监测拓宽到应变监测、相关动力因素和环境因素监测。

（3）监测技术方法的发展，很大程度上取决于监测仪器的发展。随着电子摄像激光技术、GPS技术、遥感遥测技术、自动化技术和计算机技术的发展，监测仪器正在向精度高、性能佳、适应范围广、自动化程度高的方向发展。

4、滑坡监测方法

根据不同的监测内百容可选择采用大地测量法、全球定位系统（GPS）测量、近景摄影测量、测斜法、测缝法、简易监测法等，见表度3.1。根据《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（问DZ/T 0221—2006），滑坡变形监测的主要内答容和常用方法较多，应根据不同类型滑坡的特点，本着少而精的原则选用。

表3.1 滑坡变形监测主要内内容和常用方法

续表

续表

续表

续表

（据《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（DZ/T 0221—容2006））

5、滑坡活动性监测

通过2004年至2007年，4年间共7个时相的高分辨率卫星图像监测，对卡拉滑坡的活动性有如下认识：

在4年期间滑坡后壁及侧壁的边界线未见可监测到的变化，说明滑壁整体无明显活动。在滑坡中部及南部，可见近代发生的3块（图3⁃16中的A、B、C）后壁明显后退。A块：约610m宽的后壁后退了约95m。B块：约600m宽的后壁平均后退了约200m。C块：约250m宽的后壁平均后退了约32m。这说明滑坡后壁是在逐步后退的。

4年间整个滑体及其分块分级特征未见可监测到的尺度的变化，这说明卡拉滑坡整体未受帕里河滑坡活动及堰塞湖溃决的影响，基本保持原有的活动状态。

在2004-09-11QUICKBIRD图像上，卡拉滑坡前缘解译了13处危岩，如图3⁃16所示。

为了与前述重点调查区的危岩区的危岩区分，暂称其为卡拉前缘危岩。这些危岩的活动方式有塌岸、崩塌和滑坡三类。

各前缘危岩投影面积及2004年至2007年雨季6个时相的高分辨率卫星图像对各前缘危岩的监测结果如表3⁃6。监测表明，位于如图3⁃18、3⁃19卡位滑坡前缘凹岸的1、2、3和9、10、11前缘危岩有明显变化，其中又以3及11号变化最大。2004年9月的危岩3处仅见在崩塌面下面有一处2170m2的小弧形滑坡，2005年7月滑坡形态及活动更加明显，8月滑坡扩大，至2006年8月滑坡规模进一步扩大。近4年间该次级滑坡从形成到活动，活动范围增加了6783m2，见图3⁃18。

表3-6 卡拉滑坡前缘各危岩卫星监测结果简表

注：未变—与上一个时相的图像比较，未见卫星分辨率可识别的变化。

图3⁃18 2004年至2007年卡拉滑坡前缘1-3危岩的活动监测

前缘危岩11的变化也较大，2004年9月图像表明，仅崩塌面下有一小块活动迹象，至2005年滑动范围明显扩大，2006年8月进一步扩大，三年内扩大了3772m2，2007年已基本稳定，如图3⁃19所示。

图3⁃19 2004年至2006年卡拉滑坡前缘9-11危岩的活动监测

滑坡其余部分及左岸前缘无明显变化。

6、滑坡监测内容

滑坡监测内容包括变形监测、影响因素监测和前兆异常监测三类，如图3.1所示。变形监测包括位移监测（绝对位移和相对位移）、倾斜监测等；影响因素监测包括降雨量、库水位、地下水等；前兆异常监测又包括动物异常、地下水异常等。针对不同类型的滑坡，应选择具有代表性的监测内容和监测指标。

图3.1 滑坡监测内容和指标分类图

（1）降雨型滑坡：降雨型土质滑坡，除了布置位移和倾斜监测外，还应重点监测降雨、地下水和库水位动态变化。降雨型岩质滑坡，除了位移、倾斜、降雨、地下水监测外，还应对地表水、裂隙充水情况和充水高度进行监测。

（2）库水型滑坡：除了布置必要的位移和倾斜监测外，还应重点监测水库水位变化、降雨、地下水动态变化。

（3）工程活动诱发型滑坡（包括开挖、洞掘、后缘堆载等）：除布置必要的位移、倾斜、降雨和地下水等监测外，还应对工程活动情况进行监测。

7、滑坡的调查和监测

地球物理勘探工作是滑坡灾害勘查工作中的重要组成部分。地球物理方法在一定的程度上可用来查明滑坡的分布范围、形成的地质条件及滑坡体的范围和结构，可快速大面积地了解滑坡灾害的地质背景，从而为监测网点布设和治理工程设计提供有用的信息。部分方法可用来监测滑动的过程，并且对突发性的滑动作出预警。

11.2.1.1 地球物理方法

从目前国内外滑坡地质调查的应用现状来看，常用的滑坡地球物理勘探方法有:浅层高分辨率(反射、折射)地震勘探方法、探地雷达、音频大地电场法、激发极化法、地面甚低频电磁法(VLF法)、电测深法、自然电场法、高密度电阻率法、充电法、微重力法、微动法、声波测井法和天然放射性法(即α径迹测量、静电α卡法、α杯法和测氡(Rn)法)和无线电波透视法等。

一般来说，滑坡的产生和发展与地下水及降雨、地表水下渗等关系最为密切。水对滑坡的作用主要表现为增加滑坡体的容重，降低滑坡体中滑动带的抗剪强度等。由于水的作用，使滑坡体内的岩石物性(电阻率和地震波速)均与未经破坏的岩石物性存在着明显的差异。因此，利用电阻率法和地震方法可以大致圈定滑坡体的范围、确定滑动面的深度和形状及查明滑坡区地下水的分布等。当滑坡体含水甚微弱或呈干燥状态时，一般采用浅层高分辨率反射地震勘探方法。

天然声辐射和电磁辐射测量用于监测岩石(或土壤)的破坏过程。有关的研究表明，岩石在发生破坏过程中会产生声辐射和电磁辐射。利用射气测量可评价边(斜)坡的稳定性、圈定滑坡体的范围以及监测滑坡过程的动态变化。滑坡本身是一种现代地动力作用过程造成的结果，其应力状况的变化会导致射气场的异常变化。有关的测量结果表明，在滑坡地区射气场一般起伏很大，最高与最低浓度之间可相差8～12倍，并且存在着带状异常和簇状异常，异常的走向以垂直斜坡倾向为主。滑坡体本身对应于射气场偏高的部位，但在不同地区，射气浓度可能很不一样，这种差别主要是由于滑坡的发展阶段及所处的构造、地动力环境不同造成的。在同一滑坡体的不同部位射气浓度亦不相同，靠近滑坡轴部平均射气浓度比在滑坡的边缘部分高，在活动滑坡上这一点表现尤为明显。

探地雷达以其分辨率高、对电导率变化和水具有极强的敏感性为特点，是确定基岩中裂隙、节理和层理的有效手段。在采石场和露天采矿场，应用探地雷达成功地填绘出岩石内裂隙的分布及其连续性，这对评价边坡稳定性是至关重要的。

当滑坡规模大、成灾地质条件复杂时，可采用综合地球物理方法。如钻孔交叉地震法与深部钻孔交叉地震折射法，地震反射剖面与声波测井剖面等，并用钻孔验证。

11.2.1.2 滑坡调查的实际应用

(1)圈定滑坡体的范围并确定滑动面的深度

在滑坡区，岩石天然结构受到破坏，矿物组分也发生变化，含水量和孔隙水含盐度增大。因此，滑坡体内岩石的电阻率和地震波速明显低于滑坡体外未经破坏岩石的电阻率和地震波速。由于滑坡体内外的电阻率和地震波速变化明显，故可借助电阻率测量和地震测量来圈定滑坡体的大致分布范围并确定出滑动面的深度。美国、苏联利用这两种地球物理方法均取得了较好的效果。

图11.1为伏尔加河谷滑坡区的一条剖面。地电剖面的上部是由较干燥的滑坡沉积物组成，电阻率为20Ω·m。第二层为滑坡体的主体，其特征是含水量增高(达34%～37%)，因而显著降低，为4～5Ω·m。第三层是未受滑坡影响的泥质岩石，其含水量为25%～28%，值与地面电阻率ρ1相当。根据测量结果，在滑坡体内电阻率测深曲线一般为H型(ρ1>ρ2<ρ3)，而在滑坡体以外曲线类型发生了变化。据此可以圈定滑坡体的范围并确定滑动面的深度。这一测量结果所反映出的规律具有普遍的意义。在美国加利福尼亚南部一深切河谷的沿岸进行了电阻率和地震折射波综合测量，也证明了这一规律。

图11.1伏尔加河谷滑坡区地电剖面

俄罗斯一直比较重视利用射气测量来研究滑坡。从20世纪80年代到现在都有文献报道这方面的成功实例。莫斯科地质勘探学院曾利用射气法对沃里斯克西南伏尔加河右岸一片计划进行建筑的滑坡区进行了研究。结果显示，滑坡区内岩石Rn浓度平均比未扰动岩石的Rn浓度高5倍。调查表明整个滑坡地区并非一个整体，而是由9个滑坡体组成的，彼此之间的界线为Rn和Tn异常带。由于不同滑坡体的滑动速度可能不同，因此建议建筑物都设计在单个滑坡体范围内，对这个地段或滑坡体采取防治措施。

(2)探测滑坡区的含水状况(层位水位等)

滑坡的形成与地形坡度、地层岩性、地质构造等因素有关。有时坡度虽小，但土质疏松或岩石是硬度较小的页岩或泥岩，特别是坡面与岩层面平行时，也容易产生滑坡。当降水渗入土层或岩层时，在浮土与基岩界面或岩石中间的界面上，往往形成一种易于滑动的泥化层，日积月累，特别在大雨后就易形成滑坡。另外，滑坡的地下水分布与补给，特别是对岩石滑坡、堆积层滑坡而言，一般是由其所处的地质构造和地层岩性条件所决定。因为构造条件和地层岩性控制着地下水运动、相互补给的途径，如断裂带、裂缝带的透水性和导水作用都较好。滑坡区内由于滑坡体物质与基岩顶面存在着明显的透水性差异，因而大量的地下水可沿着基岩顶面活动，尤其是基岩顶面的沟槽适宜于地下水的汇集。

由此可见，地形、地层岩性和地质构造是滑坡形成的前提条件，而地下水的活动是其诱发因素。利用地球物理方法可以了解地下水的分布、作用，这对预测滑坡以及采取防滑措施有着重要的意义。

地球物理方法可用来确定地下水位及其随时间的变化。一般可采用电测深法、地震折射法、甚低频法等。在一些滑坡地质断面上，由于粘土层的存在限制了用电法测地下水的深度，因此往往使用地震折射法。饱水与非饱水岩石的纵波波速之比往往与岩性、孔隙度有关，但通常大于1.4，通过重复地震测量，可以了解最大和最小降雨量期间的水位变化，将不同时间绘制的地下水位等值线图进行对比，可以评价地下水位变化的动力学特征。

(3)监测滑坡的发展过程

滑坡在孕育和发展过程中，往往会导致岩体位移、应力集中而引发岩体产生微破裂，从而导致声辐射。除了常规的监测技术外，声辐射技术、微动观测也能用于监测滑坡的发展过程。

在日本中部被第三纪沉积物覆盖的许多地区滑坡频繁发生，已采用了各种方法来查明滑坡产生的机制。其中的方法之一是微动观测法，该方法通过微动观测，求出质点运动的频谱及轨迹，以此确定地下地质结构的颤振特性和变化过程，从而观测滑坡的移动。

直接观测滑坡物质的移动方向和速度对评价斜坡的稳定性和监测滑坡的发展是很必要的。为此可采用地球物理方法监测人工和天然基准点。例如，可以把永久磁铁放在滑坡体内的钻孔中，它所引起的磁异常最大值应超过测量精度的5～10倍，钻孔的布线应垂直滑坡方向，井口的平面位置与高程同滑坡体外基岩上的固定大地测量基准点联测。磁铁在地面投影位置的测量精度为0.1～0.15m，对磁铁位置进行重复测量，周期长短要考虑使移动的距离为测量位置精度的2～3倍。把不同时期所测的磁异常场图加以对照，就可以确定移动的方向和距离，进一步可求出移动的速度。作为天然基准点，可利用滑坡体内长期存在的不均匀体，其物性与围岩有明显差别，如视电阻率和自然电位局部异常(岩相的变化、水分的增多等)以及局部磁异常(如滚石、粘土透镜体)。

8、滑坡简易监测方法

斜(边)坡拉线法、木桩法、建筑物裂缝刷漆、贴纸法、旧裂缝填土陷落目测法(图3－2)。

图3－2 滑坡简易监测