开挖边坡变形监测及稳定性分析

开挖边坡变形监测及稳定性分析
摘要：现阶段公路、水库等工程施工中边坡变形监测的应用较为常见，可通
过边坡深部位移变化的监测进行滑动趋势预测，结合对相关措施实施来加强边坡
稳定性控制。

本文从开挖边坡变形监测的分析入手，在此基础上阐明边坡稳定性
分析方式。

关键词：开挖边坡；稳定性；变形监测；GPS
现阶段公路、水库等项目工程建设中边坡稳定性控制愈发受到施工企业的重视，需采取科学技术方法来实现对开挖边坡的全面、实时测量，实现在施工期间
做到对边坡变形趋势的全面掌握，结合应对方案的科学制定来保证现场施工安全。

因此，需结合工程特点与性质的分析，借助相关技术手段构建完善边坡变形监测
系统，为开挖边坡稳定性的强化控制提供参考。

一、开挖边坡变形监测分析
（一）监测方法
1.GPS一机多线
现阶段工程边坡开挖施工中GPS一机多线方法的应用较为常见，主要是基于
对多个GPS天线传输的架设，配置一台GPS接收机来实现对信息的全面接收。

要
建立基于变形监测技术体系的GPS一机多线检测技术机制，优化相关成本控制工
作内容。

考虑到变形监测精准性等方面存在显著优势，可做到在施工阶段进行开
挖边坡的全面变形监测[1]。

在深入探讨GPS一机多线过程中，需要了解其组成结
构内容，确保引入GPS多线控制器技术内容，优化相关数据处理过程，建立数据
传输基站。

在这一基站中也建立了天线阵列与数据传输机制，确保有效统筹供电
数据内容，同时建立数据处理中心完善GPS一机多线背景下的变形监测系统核心
内容。

当然，也可在运行期间发挥数据管理、数据接收、数据传输、数据处理等
工作。

依托于VC++或高级编程语言进行变形监测系统开发，为边坡变形监测提供
功能齐全、整洁美化的人机界面。

基于现场情况分析进行监测系统的合理布设，
可对监测范围内开挖边坡进行全天候监测分析。

无需现场测量即可实现对变形数
据的远程化、自动化采集、存储、传输以及处理，基于对开挖边坡现场数据的全
面采集，通过系统自动计算与处理来实现对边坡变形情况的预测、预报。

1.借助GIS形成影响因素数据文件
基于对GIS技术的融合应用，在分析相关技术内容设定研究区，优化空间分
析算法，保证结合影响因素文件，生成相关数据文件，确保首级平面控制到位，
建立静态双拼分析机制，优化GPS设立技术机制，实现对边坡稳定桩孔空间分布
图的获取，并将其作为研究区监测网调整的关键参考。

（二）变形监测方案优化
为确保变形监测应用可发挥出最大功能与作用，可结合研究区实际特点分析，建立数字化水准仪分析机制，满足首级高程控制技术机制。

换言之，就是要在首
级平面控制过程建立静态背景下的双频率GPS分析机制。

依据对不同区域特点、
情况的掌握，在监测方案制定时需做到将不同密度，就整体而言就要结合相关监
测点技术内容分析不同区域的不同技术内容，主要是结合对测斜仪、全站仪等设
备综合应用来实现开挖边坡的周期性、全天候监测。

1.GPS首级控制
在严格遵循重点突出、经济科学原则的前提下，结合边坡稳定性GIS分析结
果进行研究区分级部网的明确界定[2]。

必须科学布设有效外围机制，了解高水平、高基准的GPS首级控制网络，并保证区域内控制网符合稳固性要求，如此对于边
坡开挖水平有效提高会产生一定影响。

结合现场实际情况分析，在建立分析机制
过程中，需要保证工作点建设机制，优化基准点工程首级控制机制，满足1km左
右管理要求。

需注意边坡变形监测中GPS误差分析机制，优化相关技术内容，同
时了解中心位置偏差等等技术性问题，为避免误差问题的频繁出现影响到边坡变
形监测精准性，需以相关规定标准为参照，通过周期性复核来加强精准性控制，
以反复检核的形式来提升边坡变形有效性。

1.测斜仪深部监测
为实现对开挖边坡变形情况的全面监测，可结合工程特点与性质的分析，采用地表与深部监测结合的方式来促进变形监测工作的优化开展。

在保证深部监测断面设置符合要求的前提下，进行深部监测点的合理布设。

在实际监测期间，依托于钻孔斜测仪的应用，结合伺服加速传感器来构建符合深部监测要求的现场斜测系统，通过对边坡深度监测为边坡稳定性控制系统参考。

1.三维激光扫描技术
在边坡变形监测系统构建中借助三维激光扫描技术进行三维模型的构建，有效解决因监测点数目缺陷造成的变形监测不精准问题。

在实际监测期间，基于对有限监测点相关数据信息的采集，结合相关技术分析三维模型内容，建立激光扫描技术内容，体现三维激光技术有效优化，相关人员可通过三维变形体的比对、保证有效确定边坡变形内容，优化相关技术细节，保证三维激光扫描技术应用，优化相关技术参数，并精准获取参数内容，如此对于研究区域中的相关技术分析也相当有利。

主要来讲，还要对几何图形数据进行获取分析，了解仪器发射激光时间并进行时间差进行计算，依托于相关公式来计算出扫描仪与监测点间距，系统以布进角距值进行三维坐标的实时计算，其计算结果存储于系统的同时，为三维模型的构建提供信息参考。

二、开挖边坡稳定性分析
基于对相关监测数据的获取，分析边坡稳定性受到水平位移情况的影响，以及边坡整体稳定性受到坡顶滑坡沉降的影响，通过合理预测为加强边坡稳定性控制提供参考。

（一）借助回归分析法进行变形检测分析
为实现对边坡监测点具体变形规律与趋势的直观、清晰体现，可以检测数据结果为基准进行变形监测折线图的绘制，结合对数据模型的构建来确定现场边坡的具体变化趋势[3]。

同时，按相关要求进行折线图的拟合修勾处理，通过提升拟合效果来促进边坡稳定性分析的有效开展。

需注意，数据拟合因数据模型的差异呈现出程度不同的状态，所以在数据分析时需结合实际需求进行数据模型的合理
选择，以此为变形趋势的精准预测提供保障。

通常情况下，边坡蠕变需经历减慢
到加速再到缓慢，最后停止蠕变，可采用三次曲线模式进行边坡变形曲线的拟合。

（二）监测点稳定性判定
1.监测点位移变形分析
结合对开挖边坡特点的分析，选择合适回归模型进行边坡变形数据分析回归
模型的构建。

要在结合趋势线内容展开分析，建立相应的R2分析机制，满足分
析取值范围，确保其控制在0-1区间范围内，配合R2数值优化实际数据间拟合
机制，保证其拟合程度与数值大小二者之间呈现正相关关系。

在拟合程度伴随数
据增加进行分析过程中，需要保证趋势性稳定性有效提升。

但注意，开挖边坡变
形现象出现受到多方面因素的影响，所以需采用多项式拟合的形式进行变形监测
数据的拟合分析。

1.监测点沉降分析
针对边坡监测点沉降分析，可借助均连方差对原始数据加以科学分析，并采
用相关公式进行坡顶点位移数据的精准计算，基于对统计量的明确，通过查表来
确定拒绝阈值。

经测量计算后得知，坡顶监测点趋向性水平位移并无明显出现，
表明坡顶处于相对可靠、稳定的状态。

在沉降监测分析中进行监测数据的全面采集，分析对象选定为边坡某监测点，获取其沉降量数据并进行拟合处理，在此基
础上通过数据分析来判定边坡沉降稳定性。

而为保证监测点沉降分析的精准开展，需在计算分析时获取线性拟合位移时间折线图、三项式与二项式位移时间折线图、对数拟合位移时间折线图等。

但受到非周期性等方面的限制，使得沉降稳定性无
法依据不同周期沉降量的累积来实现精准预测，所以需对沉降变化率的分析加以
重视，即沉降稳定性预测还需考虑到边坡沉降变化率指标。

结束语：
综上所述，边坡变形监测开展一方面可为后续工程建设提供数据参考，另一
方面则有助于加强现场施工安全保障。

鉴于此，施工单位需结合对开挖边坡特点、性质等方面的分析，借助先进设备与技术构建变形监测系统，结合边坡稳定性分
析来促进工程作业的顺利开展。

参考文献：
[1] 程咏春, 郭铁春, 仇成龙. 高路堑边坡开挖稳定性与变形在线安全监测研究[J]. 路基工程, 2019(5):5.
[2] 肖安斌, 陈伟, 吴廷尧,等. 锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究[J]. 公路, 2020, 65(4):5.
[3] 黄淦成, 方平, 王述明. 膨胀土边坡稳定性分析及治理研究[J]. 人民长江, 2019(S02):4.。