浅析岩土体变形监测技术现状及发展趋势

梁琬坤

（西安科技大学地质与环境学院，陕西 西安 710000）

1 研究背景与意义

随着现代社会的发展，工程建筑的规模也逐渐加大，此时大规模建筑因自身自重较大，在进行建设时会产生巨大的应力，而应力会对大规模建筑基础岩土体造成影响，若基础岩土体出现大规模变形，必然会影响到大规模建筑的稳定性，因此为了保障大规模建筑的质量，现在许多施工单位都十分重视岩土体变形监测技术的应用。评估岩土体与建筑是否稳定或建筑是否能够合理使用最关键的指标即岩土体的变形量大小，监测所得的结果也可检验计算的参数值或测算方式的准确性及适合性。变形量的监测数据也可作为岩土体在实际工程实践中所采用的加固方式种类的依据。本文为了了解此项技术的具体应用，针对其技术现状以及发展趋势进行分析。介于岩土体的工程特性复杂多样，勘察设计若有疏漏或把握不全面，会产生误差导致影响工程质量，因此对一些本身地质条件不良的重大工程，岩土体变形监测可及时有效地发现问题，加以适宜的措施，可保证工程的正常有序进行，以此积攒有宝贵的实践经验，对探索岩土工程相关领域及提升现场勘察工作任务水平等方面皆具重要的影响与深远的意义。

2 岩土体变形监测技术现状

2.1 TDR岩土体变形监测技术

目前，受科技发展的引导，出现了许多不同种类的岩土体变形监测技术，其中较为常见的为TDR岩土体变形监测技术。TDR岩土体变形监测技术是近代研发的一种监测技术，受到了广大岩土体监测单位、施工单位的重视，虽然TDR岩土体变形监测技术应用十分广泛，但其本身还存在巨大的发展空间，需进一步的对此进行研究才能获得更好的监测效果。

TDR岩土体变形监测技术的原理在于电磁学专业，即通过电磁波对岩土体的变形趋势进行分析。具体应用上，首先发出TDR电磁波，当岩土体发生变形时，变形的运动会对TDR电磁波造成影响，如此通过TDR电磁波的变化，就能够了解到岩土体变形的具体情况，实现了对岩土体的监测[1]。其次，TDR岩土体变形监测技术主要由电脉冲信号发生器、传输线、信号接收器三部分组成[2]，通过电脉冲信号发生器发出电磁波，电磁波会在岩土体当中不断反射，若岩土体发生变形，会造成电磁波反射路径的变化，因为电磁波的反射状况会实时通过传输线路反馈至信号接收器，所以当电磁波反射路径出现变化时，即可通过信号接收器的显示来了解岩土体变形的具体情况[3]。

就目前TDR岩土体变形监测技术的应用范围而言，其主要适用于大规模工程建筑、岩体工程建筑；通过此项技术的应用，可有效地避免岩土体大幅变形，且可通过岩土体的变形了解其具体强度，从而对强度不足的岩土体进行改善，使其满足大规模建设工程的施工需求[4]。因TDR岩土体变形监测技术是当下工程实践中使用频率最高的一项岩土体变形监测技术，在当前技术下具有代表性，下文将对此项技术的应用现状进行分析。

2.1.1 埋设应用

就目前TDR岩土体变形监测技术的应用上来看，主要以埋设为主要应用方式，即将电脉冲信号发生器埋入地下，进而使电磁波进入岩土体，实现后续的工作流程。但电脉冲信号发生器埋设需要依照相应的规范来进行，以免出现电磁波强度不足、进入错误路径的现象，关于电脉冲信号发生器埋设的正确方法：首先要在岩土体表层上进行钻孔布设，后将同轴电缆放入其中，待电缆进入岩土体后，将电缆的另一端与TDR测试装置连接，此时再使用砂浆将电缆与钻孔之间的孔隙紧密填实，此举能够保障同类电缆与岩土体变形状态协同一致，从而保证TDR岩土体变形监测技术的精确性。

2.1.2 计算机技术结合应用

TDR岩土体变形监测技术与计算机应用操作的结合较为紧密，其通过电脉冲信号反馈所得到的信号讯息，并不是一种直接可以被人工翻译所获得的信息数据，因而需要利用计算机技术的转化显示功能进行数据处理，使电脉冲信号能够被人工解读，以此才能准确无误地探究岩土体变形方面的相关变化特征。

2.2 其他岩土体变形监测技术现状

2.2.1 GPS岩土体变形监测技术

GPS岩土体变形监测技术具有定位速度快、运作时间长、自动化程度较高等特点，此项技术的应用范围十分广泛，在滑坡、地面沉降、大规模工程建设、地质灾害当中均有其身影。当前的技术水平在操作GPS岩土体变形监测技术时，首先要确保自身的基准点和监测点的密度及位置与岩土体地质变形分析的需求相符，其次基准点的设立需远离滑动区域，在不断地定期维护下，才能实现对变形的监测。GPS岩土体变形监测技术在操作工序上相对复杂，因而适合规模大、精度高的监测工作。

2.2.2 岩土体表层收敛监测技术

岩土体表面收敛检测技术，主要以收敛计量仪器为主要应用设备，通过该设备的应用，能够有效测量岩土体表面两点之间的距离变化，从而对岩土体变形的趋势进行分析，该设备主要由距离测尺、张拉测力和变形测微组成。在应用时首先需要选定测量点，以此才能构建监测的基础，之后将收敛计量仪器安置在测量点质检，设立与初始值相同的拉力值，从而当岩土体发生变形之后，收敛计量仪器会发生相应的变化，通过人工观测即可了解仪器值数的动态，从而了解岩土变形的幅度。此外，该技术的缺点十分明显，即监测的精度相对较低，由于其只能够对岩土表面的变化进行判断，所以在一些深层次岩土体变化下，此项技术往往无法给出准确的数据。

2.2.3 应力变化监测技术

由于岩土体在变形的运动之下应力的结构会发生相应变化，此时通过应力变化监测技术就能够得出变形后的应力结构，在应用当中，此项技术同样需要进行埋入，即通过钻孔将应力测试仪安装于地下，当发生变形时即可通过数值变化来判断其应力结构。

2.2.4 耦合监测技术

耦合监测技术通常与其他监测技术相结合应用，如与岩土体表层收敛监测技术的结合，即通过岩土体表层收敛监测技术，可得出岩土体表层的变化规律，再通过耦合监测技术，可深入地对变形岩土体内部进行分析，从而确认变形岩层的位置，有助于人工对围岩松动圈的准确判别与加固参数的精确选定。

3 结语

伴随着现代科技水平的不断提高，将研发出越来越多的监测技术为实践提供需要。未来亦可将工程安全监测信息管理与监测数据网络系统应用于工程的监测数据管理与处理分析，实现监测数据的远程实时共享及网络化的管理与分析，此举足以减轻人工数据分析的劳动强度，提高劳动生产效率，增加了机械化应用，合理地避免了人为因素导致的误差，使监测成果能按时且精确地回执给相关勘查设计人员，对规避设计和施工风险、保证施工进度和运行安全及准确掌握动态变化等起到了重要作用。