權(quán)利要求書： 1.一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)確定安裝孔孔位；

2)鉆孔與取樣；利用工程鉆機(jī)鉆孔形成測斜管安裝孔；在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)深度和巖土分層深度的測量精度不應(yīng)低于5cm；詳細(xì)記錄鉆孔內(nèi)巖土的顏色、濕度；鉆進(jìn)過程中隨時(shí)注意地層的破碎、密度、濕度，詳細(xì)觀察和分析滑動(dòng)面位置；保證巖土試樣質(zhì)量，并妥善密封保存；

3)根據(jù)鉆進(jìn)方式對安裝孔進(jìn)行合理處理；

4)安裝測斜管；使用游標(biāo)卡尺測量測斜管內(nèi)管直徑D；裝有錐體的測斜管先置入安裝孔，首尾順序連接兩根測斜管，將兩管端頭緊密相接，然后用螺釘將套管和兩根測斜管緊密連接；如此往復(fù)連接直至測斜管至安裝孔底部，測斜管管口高出地面0.5～1m，過高測斜管需截?cái)?；轉(zhuǎn)動(dòng)測斜管，直至測斜管外壁的一對凸肋垂直于測量邊坡面，另外一對凸肋平行于測量邊坡面；

5)在測斜管與安裝孔之間填充不同材質(zhì)的回填材料，固定測斜管；

6)采用水泥砂漿封閉安裝孔；

7)進(jìn)行邊坡深部測量；采用測斜儀由鉆孔底部依次向上讀取鉆孔位移變形，讀數(shù)間隔為1m，在測斜孔內(nèi)由下到上依次編號為1、2、3┉j┉L?1、L，孔底編號為1，地面上出露端為L；

第1次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形由下至上依次為 第2次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形由下至上依次為 第3次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形由下至上依次為 第n次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形由下至上依次為

8)邊坡力學(xué)性質(zhì)確定；對鉆孔過程中的巖土進(jìn)行分層，將力學(xué)參數(shù)類似的層位視為同一層，確定滑動(dòng)面以上巖土的分層數(shù)i；開展室內(nèi)試驗(yàn)，確定其地層的彈性模量Ei；

9)數(shù)據(jù)處理；根據(jù)采集到的位移變形量計(jì)算出邊坡下滑推力，具體計(jì)算公式如下：式中：Fn為第n次測量時(shí)，邊坡下滑推力，單位：kN；Ei為第i層巖土的彈性模量，單位：kPa；L為測斜管在邊坡滑動(dòng)帶以上的長度，單位：m； 為距離滑動(dòng)面第L米深度在第n次測斜時(shí)的傾斜讀數(shù)，單位：mm；D為測斜管內(nèi)管直徑，單位：mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：在邊坡最危險(xiǎn)斷面上剩余下滑力最大區(qū)域選擇合理的位置鉆孔；根據(jù)不同邊坡下滑特點(diǎn)，安裝孔位置在距離滑動(dòng)面剪出口Ls/3～Ls/2位置范圍內(nèi)，Ls為滑動(dòng)面剪出口和滑坡后緣拉裂縫在水平面的投影長度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：所述鉆進(jìn)方式的選擇如下：當(dāng)邊坡為土質(zhì)邊坡時(shí)，鉆進(jìn)方式為干鉆；當(dāng)邊坡為巖質(zhì)邊坡或巖土混合質(zhì)邊坡時(shí)，鉆進(jìn)方式為濕鉆。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：當(dāng)鉆進(jìn)方式為干鉆時(shí)，對測斜孔不進(jìn)行任何處理；當(dāng)鉆進(jìn)方式為濕鉆且邊坡為巖質(zhì)邊坡時(shí)，先用清水對測斜孔進(jìn)行清洗，再用抽水泵將測斜孔內(nèi)的水抽干；當(dāng)鉆進(jìn)方式為濕鉆且邊坡為巖土混合質(zhì)邊坡時(shí)，直接用抽水泵將測斜孔內(nèi)的水抽干。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：根據(jù)不同的巖土性質(zhì)選擇回填材料方式，當(dāng)邊坡為土質(zhì)邊坡時(shí)，回填材料為砂質(zhì)材料，不宜使用膨潤土，在軟土地區(qū)嚴(yán)禁使用體積膨脹系數(shù)大于1的土；當(dāng)邊坡為巖質(zhì)邊坡時(shí)，回填材料為砂、最大粒徑小于1cm的碎石、經(jīng)清洗的濕鉆巖芯粉；當(dāng)邊坡為巖土混合質(zhì)邊坡時(shí)，回填材料在巖石層選用最大粒徑小于1cm的碎石和砂的混合物，土層選用砂質(zhì)材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：測斜儀為測量測斜管的變形的電子儀器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，其特征在于：測斜管采用PC或者塑料材質(zhì)，外直徑為60～80mm，厚度為10～20mm，單節(jié)長度為

1.5～2.0m；測斜管和測斜管采用套管連接，套管的外直徑為80～100mm，套管的厚度為10～

20mm，套管的單節(jié)長度為0.2～0.3m；套管內(nèi)壁有二對相互垂直“十字”形狀、深1～3mm的凹型導(dǎo)向滑槽，用于嵌套測斜管的外壁凸肋，保證上下測斜管對齊。

說明書： 一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及邊坡下滑推力計(jì)算方法，具體是一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法。

背景技術(shù)[0002] 邊坡下滑推力計(jì)算是邊坡防治技術(shù)和方法的關(guān)鍵。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，邊坡下滑推力計(jì)算方法主要包括BISHOP法、傳遞系數(shù)法、不平衡推力法等，在假定下滑面位置及其力

學(xué)參數(shù)已知的基礎(chǔ)上，按照其適用條件(如BISHOP法忽略了條間力產(chǎn)生的力矩，并假設(shè)土條

豎直側(cè)向力為0)計(jì)算潛在滑動(dòng)面的下滑推力。但是，以上手段往往存在以下缺點(diǎn)：1、實(shí)際滑

動(dòng)面往往未知，因此設(shè)計(jì)的滑動(dòng)面是一個(gè)虛擬位置，與真實(shí)位置差異較大；2、受限于計(jì)算方

法的適用問題，下滑滑移面形狀只能為圓弧形或坡度不大的折線形，滑動(dòng)面形狀不符合時(shí)

其計(jì)算結(jié)果偏差極大；3、計(jì)算所用的滑動(dòng)面力學(xué)參數(shù)值大部分為推測值(極少的力學(xué)參數(shù)

值為真實(shí)現(xiàn)場試驗(yàn)測試值)，其數(shù)值較真實(shí)值之間差別導(dǎo)致計(jì)算數(shù)值與真實(shí)下滑力差異極

大。以上原因?qū)е孪禄屏τ?jì)算不準(zhǔn)確，進(jìn)而導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)與實(shí)際差異較大，造成一些工程

浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有工程技術(shù)存在的困難，提供了一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法。

[0004] 本發(fā)明采用測斜管對邊坡深部變形進(jìn)行位移監(jiān)測，得到邊坡深部的連續(xù)變形量；對邊坡巖土試樣開展室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)分析，得到邊坡的內(nèi)部巖土層彈性模量；基于彈性變形

原理得到邊坡的應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)而推導(dǎo)出邊坡下滑推力與推力形狀分布。根據(jù)推力計(jì)算結(jié)果，

采取相應(yīng)的工程處理措施。

[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：[0006] 一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，所述監(jiān)測裝置包括以下部件：測斜管、套管、錐體、頂蓋和測斜儀，其中測斜儀為測量測斜管的變形的電子儀器。

[0007] 一種基于深部位移變形監(jiān)測的邊坡下滑推力計(jì)算方法，所述方法包括以下步驟：[0008] 1)確定安裝孔孔位；在邊坡最危險(xiǎn)斷面上剩余下滑力最大區(qū)域選擇合理的位置鉆孔；根據(jù)不同邊坡下滑特點(diǎn)，安裝孔位置可選擇在距離滑動(dòng)面剪出口Ls/3～Ls/2位置范圍

內(nèi)(Ls為滑動(dòng)面剪出口和滑坡后緣拉裂縫在水平面的投影長度)；

[0009] 2)鉆孔與取樣；利用工程鉆機(jī)鉆孔形成測斜管安裝孔；在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)深度和巖土分層深度的測量精度不應(yīng)低于5cm；詳細(xì)記錄鉆孔內(nèi)巖土的顏色、濕度等各類性質(zhì)；鉆

進(jìn)過程中隨時(shí)注意地層的破碎、密度、濕度等變化情況，詳細(xì)觀察和分析滑動(dòng)面位置；保證

巖土試樣質(zhì)量，并妥善密封保存；所述鉆進(jìn)方式的選擇原則如下：

[0010] a.當(dāng)邊坡為土質(zhì)邊坡時(shí)，鉆進(jìn)方式為干鉆(沖擊鉆、錘擊鉆)；[0011] b.當(dāng)邊坡為巖質(zhì)邊坡或巖土混合質(zhì)邊坡時(shí)，鉆進(jìn)方式為濕鉆(回旋鉆)；[0012] 3)根據(jù)鉆進(jìn)方式對安裝孔進(jìn)行合理處理；具體處理原則如下：[0013] a.當(dāng)鉆進(jìn)方式為干鉆時(shí)，對測斜孔不進(jìn)行任何處理；[0014] b.當(dāng)鉆進(jìn)方式為濕鉆且邊坡為巖質(zhì)邊坡時(shí)，先用清水對測斜孔進(jìn)行清洗，再用抽水泵將測斜孔內(nèi)的水抽干；

[0015] c.當(dāng)鉆進(jìn)方式為濕鉆且邊坡為巖土混合質(zhì)邊坡時(shí)，直接用抽水泵將測斜孔內(nèi)的水抽干；

[0016] 4)安裝測斜管；使用游標(biāo)卡尺測量測斜管內(nèi)管直徑D；裝有錐體的測斜管先置入安裝孔，首尾順序連接兩根測斜管，將兩管端頭緊密相接(無空隙)，然后用螺釘將套管和兩根

測斜管緊密連接；如此往復(fù)連接直至測斜管至安裝孔底部，測斜管管口高出地面0.5～1m，

過高測斜管需截?cái)?；轉(zhuǎn)動(dòng)測斜管，直至測斜管外壁的一對凸肋垂直于測量邊坡面，另外一對

凸肋平行于測量邊坡面；

[0017] 5)回填；在測斜管與安裝孔之間填充不同材質(zhì)的回填材料，固定測斜管；所述回填材料的選擇原則如下：

[0018] a.當(dāng)邊坡為土質(zhì)邊坡時(shí)，回填材料為砂質(zhì)材料，不宜使用膨潤土，在軟土地區(qū)嚴(yán)禁使用體積膨脹系數(shù)大于1的土；

[0019] b.當(dāng)邊坡為巖質(zhì)邊坡時(shí)，回填材料為砂、最大粒徑小于1cm的碎石、經(jīng)清洗的濕鉆巖芯粉的等材料；

[0020] c.當(dāng)邊坡為巖土混合質(zhì)邊坡時(shí)，回填材料在巖石層選用最大粒徑小于1cm的碎石和砂的混合物，土層選用砂質(zhì)材料；

[0021] 6)采用水泥砂漿封閉安裝孔；[0022] 7)進(jìn)行邊坡深部測量；采用測斜儀等儀器由鉆孔底部依次向上讀取鉆孔位移變形，讀數(shù)間隔為1m，在測斜孔內(nèi)由下到上依次編號為1、2、3┉j┉L?1、L(孔底編號為1，地面

上出露端為L)；第1次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形由下至上依次為

第2次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形由下至上依次為 第3次監(jiān)測時(shí)，得

到沿邊坡變形由下至上依次為 第n次監(jiān)測時(shí)，得到沿邊坡變形

由下至上依次為

[0023] 8)邊坡力學(xué)性質(zhì)確定；對鉆孔過程中的巖土進(jìn)行分層，將力學(xué)參數(shù)類似的層位視為同一層，確定滑動(dòng)面以上巖土的分層數(shù)i；開展室內(nèi)試驗(yàn)，確定其地層的彈性模量Ei；

[0024] 9)數(shù)據(jù)處理；邊坡推力的計(jì)算；[0025] 測斜管的第二次的應(yīng)變，由下至上各點(diǎn)的應(yīng)分別為：[0026] 第一點(diǎn)應(yīng)變：[0027] 第二點(diǎn)應(yīng)變：[0028] 第j點(diǎn)應(yīng)變：[0029] 第L?1點(diǎn)應(yīng)變：[0030] 第L點(diǎn)應(yīng)變：[0031] 測斜管的第n次的應(yīng)變，由下至上各點(diǎn)的應(yīng)分別為：[0032] 第一點(diǎn)應(yīng)變：[0033] 第二點(diǎn)應(yīng)變：[0034] 第j點(diǎn)應(yīng)變：[0035] 第L?1點(diǎn)應(yīng)變：[0036] 第L點(diǎn)應(yīng)變：[0037] 式中： 為距離滑動(dòng)面第L米深度在第n次測量的應(yīng)變值，單位：無量綱； 為距離滑動(dòng)面第L米深度在第n次測斜時(shí)的傾斜讀數(shù)，單位：mm；D為測斜管內(nèi)管直徑，單位：mm；

[0038] 第n次測量的邊坡下滑推力可按照下式計(jì)算：[0039][0040] 式中：Fn為邊坡下滑推力，單位：kN；Ei為第i層巖土的彈性模量，單位：kPa；L為測斜管在邊坡滑動(dòng)帶以上的長度，單位：m。

[0041] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：克服了既有技術(shù)和設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)，工藝和材料原理清晰可行，試驗(yàn)可操作性極強(qiáng)，埋設(shè)方便，施工速度快，成本低。提供了一種可以根據(jù)變形推導(dǎo)邊坡下

滑推力的方法，該方法原理清晰，通過簡單的多次邊坡深部位移測量，即可以直接計(jì)算出土

邊坡下滑推力?？商崆邦A(yù)測安全狀態(tài)，為正確判斷結(jié)構(gòu)的安全提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)，及時(shí)采

取措施防止安全事故的發(fā)生，并根據(jù)出現(xiàn)的異常情況，采取相應(yīng)的處理措施，指導(dǎo)邊坡工程

設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)。

附圖說明[0042] 圖1為本發(fā)明的監(jiān)測裝置布設(shè)剖面圖；[0043] 附圖標(biāo)記說明[0044] 1─邊坡滑動(dòng)層2─邊坡滑動(dòng)帶3─邊坡穩(wěn)定層4─第1層巖土[0045] 5─第2層巖土6─第i?1層巖土7─第i層巖土8─高程標(biāo)桿尺[0046] 9─測斜管頂蓋10─測斜管11─套管12─測斜管錐體[0047] 13─安裝孔14─回填材料15─滑動(dòng)面剪出口16─后緣拉裂縫[0048] 圖2為測斜管變形曲線圖。具體實(shí)施方式[0049] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定

本發(fā)明。

[0050] 實(shí)施例1：[0051] 某巖石邊坡長度為86m，在深度20m處存在一層泥巖，為邊坡的軟弱滑動(dòng)帶2。巖質(zhì)邊坡滑動(dòng)層1巖石性質(zhì)可分為兩層，第1層巖土4厚度為7m泥質(zhì)砂巖，第2層巖土5為厚度為

13m的頁巖。在設(shè)計(jì)時(shí)采用了本發(fā)明的邊坡下滑推力技術(shù)。

[0052] 監(jiān)測元件[0053] 測斜管：采用PC材質(zhì)，外直徑為80mm，厚度為10mm，單節(jié)長度為2.0m。[0054] 套管：外直徑為100mm，厚度為10mm，單節(jié)長度為0.3mm，套管內(nèi)壁有二對相互垂直“十字”形狀、深2～3mm的凹型導(dǎo)向滑槽，用于嵌套測斜管的外壁凸肋，進(jìn)而保證上下測斜管

對齊。

[0055] 儀器設(shè)備[0056] 鉆進(jìn)機(jī)械：XY?200型鉆機(jī)。[0057] 抽水泵：離心泵，抽水壓力不宜小于1Mpa。[0058] 測斜儀：標(biāo)稱量程±100mm，分辨率：2.0"，線性度：0.02％F.S，重復(fù)性：0.003％F.S，工作溫度：?20℃～+50℃，承受水壓：1.0MP。

[0059] 步驟[0060] 1)在邊坡中軸線斷面距滑動(dòng)面剪出口15的30m定測安裝孔13；[0061] 2)鉆孔與取樣；使用XY?200型鉆機(jī)形成測斜管安裝孔13；鉆進(jìn)過程中采用濕鉆(回旋鉆)，部分破壞區(qū)域采用泥漿護(hù)壁；詳細(xì)記錄鉆孔內(nèi)巖土的顏色、濕度等各類性質(zhì)，并采取

巖芯；

[0062] 3)進(jìn)行清水洗孔，清洗孔壁與淤積物等雜質(zhì)，然后抽水泵抽干安裝孔13保證安裝孔干燥；

[0063] 4)使用游標(biāo)卡尺測量測斜管10內(nèi)管直徑D為70mm；準(zhǔn)備好的測斜管10置于安裝孔13內(nèi)，有錐體12的測斜管先置入安裝孔13，首尾順序連接兩根測斜管10，將兩管端頭緊密相

接(無空隙)，然后用螺釘將套管11和兩根測斜管10緊密連接；如此往復(fù)連接直至測斜管10

至安裝孔底部，測斜管頂蓋9高出地面0.5m；轉(zhuǎn)動(dòng)測斜管，直至測斜管外壁的一對凸肋垂直

于測量邊坡面，另外一對凸肋平行于測量邊坡面；

[0064] 5)在測斜管與安裝孔之間回填材料，回填材料14采用砂；[0065] 6)采用水泥砂漿封閉安裝孔13；[0066] 7)開展室內(nèi)試驗(yàn)，確定第1層巖土4泥質(zhì)砂巖的彈性模量E1為12500kPa，第2層巖土5頁巖的彈性模量E2為3300kPa；

[0067] 8)進(jìn)行邊坡深部測量；采用測斜儀等儀器由鉆孔底部依次向上讀取鉆孔位移變形，讀數(shù)間隔為1m，在測斜孔內(nèi)由下到上依次編號為1、2、3┉L?1,L(孔底編號為1，地面上出

露端為L)；得到沿邊坡滑動(dòng)方向3次監(jiān)測變形如圖2；

[0068] 9)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到邊坡推力的計(jì)算如表1。[0069] 表1邊坡下滑推力計(jì)算[0070][0071] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。