[发明专利]基于多点位移计监测确定岩土体内部破裂面位置的方法

摘要

本发明涉及基于多点位移计监测确定岩土体内部破裂面位置的方法。通过对多条水平布置的多点位移计数据的分析，筛选出每条位移计相邻两测量点间的单位长度累计绝对位移量出现最大值的两个相邻测点，初步判定破裂面在该相邻测量点之间。以某三条位移计所在区域的破裂面为基准面，通过假定基准破裂面为平面且两端位移突变值相等，建立含破裂面与位移计交点的坐标的方程，求解出交点的坐标，并以基准破裂面的两端点坐标为基准，依次对剩余部分断裂面与位移计的交点进行定位，求出所有位移计与破裂面的交点坐标，连接各交点即得到了整条破裂面的具体位置。该方法能够迅速地确定破裂面所在的具体位置，在边坡的稳定性评价、加固设计中具有重要意义。

主权项

1.一种基于多点位移计监测确定岩土体内部破裂面位置的方法，包括以下步骤：(1)在岩土体内沿竖直剖面方向从临空面端植入n条水平的多点位移计，从下往上对位移计的起始点依次编号为M₁、M₂、…、M_i、…、M_n，记各位移计的高程为z₁、z₂、…、z_i、…、z_n；以第一个位移计的起始点M₁所在位置为原点，水平向坡内为x轴，竖直向上为z轴，建立xM₁z直角坐标系，规定z轴的起始值为M₁的高程z₁，x轴的起始值为通过测量，得到各个位移计起始点的坐标分别为(2)对任意的一个多点位移计M_i，记它的第j个测量点的坐标为的值为第j个测量点的深度与该位移计起始点的横坐标之和；通过对边坡位移的监测，得到某一时刻的累计位移量为(3)计算多点位移计每两个相邻测量点间的单位长度累计绝对位移量公式表示为：比较得出每条多点位移计最大的单位长度累计绝对位移量初步判定破裂面在出现最大值的两个相邻测量点j_i‑1和j_i之间；(4)确立判定破裂面位置的依据：若岩土体在第i条位移计的相邻测量点j_i‑1和j_i之间存在破裂面，破裂面与位移计的交点坐标为F_i(x_i，z_i)，由于破裂面的存在，认为位移在该处会发生突变，突变值为T_i，而间岩土体的位移变化趋势与的相同，间岩体的位移变化趋势应与的相同，则可建立以下关系式：(5)对于任意三个多点位移计M_i‑1、M_i、M_i+1穿过某一近于平面的基准破裂面，根据步骤(3)确定其破裂面在测量点j_i‑1‑1～j_i‑1、j_i‑1～j_i、j_i+1‑1～j_i+1之间，破裂面与三个位移计M_i‑1、M_i、M_i+1的交点坐标分别为F_i‑1(x_i‑1，z_i‑1)、F_i(x_i，z_i)和F_i+1(x_i+1，z_i+1)，根据步骤(4)，满足以下关系：在位移计M_i‑1、M_i、M_i+1所在的基准破裂面的局部区域内，认为破裂面是一个平面，三个位移计在破裂面处突变值相等，应满足以下关系：通过以上两方程组可以解得x_i‑1、x_i、x_i+1，即确定了破裂面与三个位移计交点的坐标F_i‑1(x_i‑1，z_i‑1)、F_i(x_i，z_i)、F_i+1(x_i+1，z_i+1)，连接F_i‑1、F_i、F_i+1即为位移计M_i‑1、M_i、M_i+1所在局部区域破裂面，并以该平面作为基准破裂面来确定其余区域破裂面的位置；(6)以F_i+1和F_i‑1的坐标作为基准，分别向上和向下对其余区域破裂面进行定位，向下定位的方法与向上定位的方法相同，此处以向上定位破裂面的方法为例，详细步骤如下：以F_i+1作为基准点，以位移计M_i+1和M_i+2所处的区域为研究对象，假设破裂面与位移计M_i+2的交点坐标为F_i+2(x_i+2，z_i+2)，破裂面区域位移突变量为T_i+2，满足以下关系式：由以上方程组可解出x_i+2，从而确定了F_i+2(x_i+2，z_i+2)，连接F_i+1和F_i+2即得到了M_i+1和M_i+2位移计所在区域破裂面；(7)基于步骤(6)的方法，依次类推，确定破裂面与剩余位移计的交点，依次连接各交点即得到整个区域的破裂面的具体位置。