王洪德，高幼龍，薛星橋，金梟豪，王 剛

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051

0 引言

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于滑坡監(jiān)測(cè)的研究多集中在滑坡監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)儀器以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面，相關(guān)的研究?jī)?nèi)容多集中在新技術(shù)新方法的開發(fā)與應(yīng)用以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型的研究，而對(duì)于如何建立一個(gè)有效的、優(yōu)化的滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則缺乏足夠的重視。

研究表明，對(duì)于滑坡監(jiān)測(cè)體系基礎(chǔ)理論以及鏈?zhǔn)疥P(guān)系，國(guó)內(nèi)外還未開展過相關(guān)方面的研究。國(guó)內(nèi)學(xué)者僅從滑坡地質(zhì)模型、監(jiān)測(cè)模型的角度出發(fā)，初步探討了建立典型滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可行性［1－2］。晏鄂川等［1］在總結(jié)國(guó)內(nèi)外滑坡分類體系研究的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)科學(xué)分析方法，建立以滑體特征、動(dòng)力成因、活動(dòng)特征為主控因素的典型滑坡分類體系，并以此為基礎(chǔ)，以滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)為目的，遴選出滑體組構(gòu)特征、動(dòng)力成因、變形運(yùn)動(dòng)特征和發(fā)育階段4個(gè)控制性因素作為建模要素，建立了典型滑坡的基本地質(zhì)模型，同時(shí)提出了以典型滑坡地質(zhì)模型建立滑坡監(jiān)測(cè)模型的必要性。張振華等［2］在典型滑坡地質(zhì)模型建立的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從三峽庫區(qū)滑坡的動(dòng)力成因入手，提出了水庫型滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置的基本原則，建立起基于滑坡分類理論的三峽庫區(qū)滑坡監(jiān)測(cè)模型。

滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立過程中涉及的內(nèi)容主要包括滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)儀器的精度要求、監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)、監(jiān)測(cè)周期的選取以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和發(fā)布等。

在常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用研究方面，世界各國(guó)的水平差別不大，但發(fā)達(dá)國(guó)家在加強(qiáng)各類監(jiān)測(cè)站建設(shè)的同時(shí)，均十分重視高新技術(shù)的應(yīng)用［3－6］：美國(guó)、法國(guó)、意大利和日本等國(guó)均開展了陸基激光掃描技術(shù)（LISAR）、合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)（INSAR）、分布式光纖應(yīng)變測(cè)量技術(shù)（BOTDR）和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究［7－9］。

我國(guó)自20世紀(jì)80年代開始逐漸在一些地區(qū)實(shí)施單體災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警工程，積累了大量豐富的經(jīng)驗(yàn)，但也存在一些問題，表現(xiàn)為實(shí)施過程中，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害實(shí)體的調(diào)查與勘查程度不足，對(duì)于災(zāi)害體的地質(zhì)基礎(chǔ)、周界、重點(diǎn)變形部位等不甚清楚，就急于進(jìn)行監(jiān)測(cè)施工，最后出現(xiàn)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)不適應(yīng)周圍環(huán)境、不能代表災(zāi)害體變形特征等問題，監(jiān)測(cè)預(yù)警的效果受到影響。

滑坡監(jiān)測(cè)已成為衡量和評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性的重要手段之一，隨著新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容越來越廣，監(jiān)測(cè)儀器越來越多，監(jiān)測(cè)范圍越來越大［10］。但對(duì)于一個(gè)具體的滑坡而言，并不是監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目越多越好，監(jiān)測(cè)的儀器越先進(jìn)越好，滑坡監(jiān)測(cè)應(yīng)遵循地質(zhì)有效、技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理三大原則［11］。針對(duì)以上問題，筆者從滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，以敏感性參數(shù)分析、敏感性分區(qū)以及數(shù)值模擬為手段，研究了鏈子崖危巖體監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置等問題。

1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置的基本方法就是利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)典型監(jiān)測(cè)剖面的敏感性參數(shù)及其敏感性程度進(jìn)行研究，并借助模糊模式識(shí)別算法，對(duì)典型監(jiān)測(cè)剖面的敏感性程度進(jìn)行分區(qū)，進(jìn)而確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置的空間位置。

1.1 敏感性參數(shù)分析

敏感性分析是系統(tǒng)分析中分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種方法，在巖土工程領(lǐng)域已經(jīng)有了一定的應(yīng)用。設(shè)有一系統(tǒng)，其系統(tǒng)特性P主要由n個(gè)因子X＝｛x1，x2，…，xn｝所決定，則系統(tǒng)特性P可表示為n個(gè)因子的函數(shù)P＝f（x1，x2，…，xn）。在某一基準(zhǔn)狀態(tài)下，系統(tǒng)特性為P＊。分別令各因子在其各自的可能范圍內(nèi)變動(dòng)，分析由于這些因子的變動(dòng)，系統(tǒng)特性P偏離基準(zhǔn)狀態(tài)P＊的趨勢(shì)和程度，這種分析方法稱為敏感性分析。

敏感性分析首先要建立系統(tǒng)模型，即系統(tǒng)特性與影響因子間的函數(shù)關(guān)系。這種函數(shù)關(guān)系應(yīng)盡量用解析式表示。但由于巖土工程所涉及問題的復(fù)雜性，也可以采用有限元等數(shù)值方法來表示所關(guān)心的響應(yīng)量同計(jì)算參數(shù)之間的關(guān)系。建立與實(shí)際系統(tǒng)盡量相符的系統(tǒng)模型對(duì)有效地進(jìn)行參數(shù)的靈敏度分析相當(dāng)重要。

建立系統(tǒng)模型后，首先要明確敏感性分析的響應(yīng)量，在這里響應(yīng)量即為各關(guān)鍵點(diǎn)的位移變形；然后要給出與響應(yīng)量對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)參數(shù)集，在這里就是影響有限元計(jì)算結(jié)果的各種參數(shù)；基準(zhǔn)參數(shù)集確定后，即可求出當(dāng)各參數(shù)發(fā)生微小擾動(dòng)時(shí)測(cè)點(diǎn)響應(yīng)所發(fā)生變化的程度，即敏感性分析。在本文中主要采用將滑坡在正常狀態(tài)（天然狀態(tài)）下與外界干擾狀態(tài)下（飽水狀態(tài)）下的位移場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析，從而確定滑坡位移變化敏感程度的分區(qū)。

敏感性分析是在分析某參數(shù)xi對(duì)系統(tǒng)特性P的影響時(shí)，令其余各參數(shù)取基準(zhǔn)值不變，而只令xi在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)特性P表現(xiàn)為若xi的微小變化引起P的較大變化，說明P對(duì)xi很敏感，xi為高敏感參數(shù)；反之，xi為低敏感參數(shù)。

1.2 敏感性分區(qū)方法

由于滑坡監(jiān)測(cè)變量對(duì)外界某干擾因素敏感程度大小是一個(gè)模糊的概念，而這個(gè)敏感程度能夠表現(xiàn)坡體監(jiān)測(cè)變量在外界干擾因素作用（飽水狀態(tài)）下變化范圍的相對(duì)大小。即監(jiān)測(cè)變量對(duì)外界干擾因素作用越敏感，則該監(jiān)測(cè)變量的變化范圍就越大，反之越小。如果能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)變量隨外界干擾因素作用的敏感程度進(jìn)行分級(jí)，并判斷坡體內(nèi)各點(diǎn)屬于哪一個(gè)敏感程度級(jí)別，就可根據(jù)監(jiān)測(cè)變量變化所屬等級(jí)（敏感等級(jí)越高的區(qū)域所包含的信息量越大，所布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)密度應(yīng)越大）來規(guī)劃監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布置，從而為有效地獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供依據(jù)。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能更好地確定滑坡監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵部位和敏感部位，同時(shí)能夠具體地演化滑坡在主要外動(dòng)力因素作用下滑體位移變化的空間差異特征，以便于根據(jù)所確定的監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部位和敏感部位有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置。筆者對(duì)于滑坡位移敏感性分區(qū)主要采用模式識(shí)別法，對(duì)坡體內(nèi)所有的單元結(jié)點(diǎn)進(jìn)行敏感程度的識(shí)別，從而進(jìn)行敏感性分區(qū)，指導(dǎo)滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化。

1.2.1 模式識(shí)別法基本原理

由于在一般情況下，不同類事物之間的界限不是分明的，所以用傳統(tǒng)的方法有一定的局限性，用模糊集方法分類顯得更為自然和符合實(shí)際。筆者采用的模糊分類方法為模式識(shí)別集方法，模式識(shí)別是已知各種類型，對(duì)給定對(duì)象識(shí)別它屬于哪一種類型［12－13］。在論域X上有n個(gè)模糊子集，它們代表n個(gè)模糊型A1，A2，…，An，而被識(shí)別的對(duì)象B也是X上的一個(gè)模糊模型，這時(shí)要考慮B與Ai的貼近程度，B與Ai中哪個(gè)更貼近就認(rèn)為它屬于哪一類。貼近程度的量化判斷采用擇近原則，即若

則認(rèn)為B屬于Aj類。其中，N（B，Ai）表示B與Ai的貼近程度。貼近度采用最大最小法進(jìn)行求解，即若X＝｛x1，x2，…，xn｝，A，B∈f（x），則

式中：f（x）為評(píng)價(jià)系統(tǒng)特性指標(biāo)的函數(shù)；（A（xk）∩B（xk））表示模糊集A與模糊集B的交集的隸屬函數(shù)，xk為影響系統(tǒng)特性指標(biāo)的因素，共有n個(gè)指標(biāo)，k為第k個(gè)指標(biāo)；（A（xk）∪B（xk））表示模糊集A與模糊集B并集的隸屬函數(shù)。

對(duì)于滑坡而言，將坡體內(nèi)某一單元結(jié)點(diǎn)（有限元網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)）的監(jiān)測(cè)變量（這里指坡體內(nèi)各結(jié)點(diǎn)的水平位移、垂直位移）隨外界干擾因素作用下的敏感程度定義為4個(gè)等級(jí)，即不敏感（A1）、一般（A2）、敏感（A3）和極敏感（A4）。將坡體各結(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)變量的敏感模型定義為B。模式識(shí)別的目的就是確定B屬于A1、A2、A3、A4中哪種類型，以判斷該點(diǎn)監(jiān)測(cè)變量隨外界干擾因素作用下的敏感程度。通過對(duì)坡體內(nèi)每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)變量進(jìn)行這種類別的判斷，就可以在整個(gè)坡體內(nèi)形成相應(yīng)監(jiān)測(cè)變量對(duì)外界干擾因素作用的敏感程度的4個(gè)區(qū)域。坡體內(nèi)各結(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)變化量敏感程度影響因素指標(biāo)的取值范圍一般采用0.1～0.4，即：A1為0.1，A2為0.2，A3為0.3，A4為0.4。取值依據(jù)：將一個(gè)滑坡體劃分為N個(gè)單元體，每個(gè)單元體在降雨或地震作用下將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)變形增量，那么其中必有一個(gè)最大的變形增量，以這個(gè)最大變形增量作為參照，將每個(gè)單元體的變形增量除以最大變形增量，即可得到每個(gè)單元體變形增量的變化幅度，該變化幅度的計(jì)算值為0.0～1.0，該值越大則變形越敏感。將0.0～1.0劃分為4個(gè)等級(jí)，則可為［0，0.25），［0.25，0.50），［0.50，0.75），［0.75，1.00］，按照這個(gè)取值標(biāo)準(zhǔn)即可實(shí)現(xiàn)敏感性分區(qū)。但為了壓縮數(shù)據(jù)空間，將0.0～1.0壓縮至0.0～0.4，即將0.0～1.0區(qū)間的數(shù)據(jù)乘以0.4映射到0.0～0.4區(qū)間，這樣，4個(gè)等級(jí)區(qū)間即為［0，0.1），［0.1，0.2），［0.2，0.3），［0.3，0.4］。

1.2.2 敏感程度模糊集隸屬函數(shù)的選取

假設(shè)滑體內(nèi)所有結(jié)點(diǎn)在某一特征狀態(tài)下其監(jiān)測(cè)變量變化量的最大值為ΔLmax（如，飽水狀態(tài)對(duì)正常狀態(tài)的位移監(jiān)測(cè)變量），某一結(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)變量變化量為y，由于監(jiān)測(cè)變量受外界干擾因素（飽水）的影響，則其模糊集A1、A2、A3和A4的隸屬函數(shù)可以采用線性函數(shù)來表示，其解析表達(dá)式可分別表示為

4個(gè)模糊集合隸屬函數(shù)的圖像見圖1。

圖1 各敏感程度模糊集的隸屬函數(shù)圖像Fig.1 Subordination functions of fuzzy set of different sensitive degree

1.2.3 各結(jié)點(diǎn)待識(shí)別模型B的確定

根據(jù)各結(jié)點(diǎn)某一監(jiān)測(cè)變量變化量y值，從隸屬函數(shù)中可以求得其對(duì)應(yīng)2個(gè)相連模糊集的隸屬度b1與b2。設(shè)B（xk）（k＝1，2，3，4）為對(duì)應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)分量對(duì)應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)值，其滿足下式：

根據(jù)式（7）即可求得結(jié)點(diǎn)待識(shí)別模型B。

1.2.4B與Ai貼近度的計(jì)算及B所屬類別的確定

根據(jù)公式（2），計(jì)算B與Ai（i＝1，2，3，4）的貼近度N（B，Ai）。根據(jù)擇近原則將N（B，Ai）中的最大值A(chǔ)j所對(duì)應(yīng)的敏感程度類別作為B的敏感程度類別。

2 鏈子崖危巖體監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置

2.1 危巖體結(jié)構(gòu)特征

危巖體是被分割出來的斜坡地質(zhì)體的一部分，由巖石塊體、各種結(jié)構(gòu)面（軟夾層、裂隙、斷層等）及塊體之間的空隙、空區(qū)所組成。其結(jié)構(gòu)特征主要受巖性、地質(zhì)構(gòu)造和外動(dòng)力因素所制約。

2.1.1 工程地質(zhì)巖組

斜坡和陡壁巖體由層狀巖類構(gòu)成，自下而上為：陡壁之下的斜坡為石炭系中統(tǒng)黃龍組（C2hn）厚至巨厚層灰?guī)r；陡壁底部為二疊系下統(tǒng)馬鞍山組（P1m）煤系層和大面積的挖煤采空區(qū)；陡壁為二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）灰?guī)r，其下部為瘤狀灰?guī)r間夾薄層炭質(zhì)頁巖，中上部為厚層灰?guī)r，頂部為厚層灰?guī)r和疙瘩狀灰?guī)r夾薄層頁巖、泥巖?；?guī)r強(qiáng)度較高，煤系層和頁巖、泥巖為軟弱層。因此，黃龍組、馬鞍山組、棲霞組構(gòu)成了不同類型的斜坡、陡壁巖體工程地質(zhì)單元。

2.1.2 軟弱巖層和層間錯(cuò)動(dòng)帶

根據(jù)軟弱巖層和層間錯(cuò)動(dòng)帶的規(guī)模、特性和對(duì)危巖體穩(wěn)定性影響的程度，以及在危巖體邊界條件中的地位，將區(qū)內(nèi)軟弱巖層劃分為3個(gè)等級(jí)［14］。

一級(jí)軟弱巖層分布較廣且穩(wěn)定，有一定的厚度，對(duì)全區(qū)危巖體的變形破壞具有控制作用，為全區(qū)巖體變形破壞的最終底界。區(qū)內(nèi)一級(jí)軟弱巖層為馬鞍山組煤系地層（編號(hào)：R001），厚1.60～4.20m，其產(chǎn)出部位為斜坡底部，形成軟弱基座坡體，基本控制了斜坡變形破壞的模式。

二級(jí)軟弱巖層一般大于20cm，分布穩(wěn)定，力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較低，構(gòu)成危巖體變形破壞不同層次的底界，自下而上將其分為6個(gè)亞層：R201、R202、R203、R301、R401、R402。

三級(jí)軟弱巖層和層間錯(cuò)動(dòng)帶主要位于棲霞灰?guī)rP1q1的炭質(zhì)頁巖、泥巖中，具有高連續(xù)性，分布穩(wěn)定，厚度變化較大，一般5～20cm，力學(xué)強(qiáng)度低，對(duì)危巖體的穩(wěn)定性影響較小，一般情況下不構(gòu)成危巖體的底界，但由于它們處在危巖體下部，在極端情況下可能構(gòu)成潛在破裂面和巖塊的底界。

2.1.3 裂縫發(fā)育特征

根據(jù)裂縫的發(fā)育規(guī)模、深度和對(duì)危巖體邊界條件的控制作用，以及對(duì)危巖體穩(wěn)定性影響程度，將其劃分為3個(gè)等級(jí)［15］。

一級(jí)裂縫：控制危巖體的邊界，具有危巖分區(qū)的意義，裂縫規(guī)模大，延伸穩(wěn)定，深度達(dá)百米以上，切割至煤系地層，對(duì)危巖體的穩(wěn)定性有控制作用，如T8、T9、T12縫。

二級(jí)裂縫：控制危巖體亞區(qū)邊界，對(duì)危巖體的穩(wěn)定性有顯著影響，如T11縫。

三級(jí)裂縫：具有危巖體分塊的意義，常與一、二級(jí)裂縫貫通，控制塊段的穩(wěn)定性，如T8縫組支縫和T10縫組支縫。

2.2 計(jì)算模型的建立與參數(shù)選取

筆者主要研究鏈子崖危巖體在天然狀態(tài)與飽水狀態(tài)下的水平、豎直方向位移的變化量，并根據(jù)模式識(shí)別算法對(duì)其位移敏感性程度進(jìn)行數(shù)值分區(qū)，從而研究地表水平位移、垂直位移以及深部水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的優(yōu)化布置；主要采用二維數(shù)值模擬，計(jì)算軟件采用由美國(guó)ITASCA咨詢集團(tuán)公司利用拉格朗日法原理開發(fā)的FLAC2D軟件［16］。計(jì)算剖面選擇鏈子崖危巖體最不穩(wěn)定的Ⅳ－Ⅳ′剖面，該剖面包含7層介質(zhì)單元以及4個(gè)接觸面單元，其巖土體物理力學(xué)參數(shù)見表1、表2。

其中接觸面單元的法向剛度Kn和切向剛度Ks按下式計(jì)算［17］：

式中：h為軟弱夾層的厚度；E、μ為軟弱夾層的彈性模量和泊松比。根據(jù)表2結(jié)合公式（8）可知：R201、R202、R203接觸面單元的法向剛度和切向剛度分別為4.176×109、1.462×109Pa／m，R301接觸面單元的法向剛度和切向剛度分別為1.845×108、5.536×107Pa／m。

根據(jù)上述地質(zhì)結(jié)構(gòu)，建立圖2所示的簡(jiǎn)化計(jì)算模型。

2.3 位移變化敏感性程度數(shù)值分區(qū)

根據(jù)上述建立的數(shù)值計(jì)算模型，采用有限差分法模擬計(jì)算鏈子崖危巖體Ⅳ－Ⅳ′剖面在天然狀態(tài)和飽水狀態(tài)下的位移場(chǎng)云圖（圖3，4）。

表1 介質(zhì)單元巖土體物理力學(xué)參數(shù)Table 1 Physical and mechanical parameters of rock soil in medium elements

表2 接觸面單元物理力學(xué)參數(shù)Table 2 Physical and mechanical parameters in interface elements

圖2 Ⅳ－Ⅳ′剖面計(jì)算模型Fig.2 Calculation model of profileⅣ－Ⅳ′

由圖3，4可知：危巖體由于受側(cè)向水平約束，坡頂附近的水平位移量較小，且自山頂往下水平位移量逐漸增加，并在馬鞍山煤系地層（軟弱夾層R001）附近達(dá)到最大值；危巖體由于不受側(cè)向豎向約束，坡頂附近的豎向位移量較大，且自左向右位移量逐漸減小，并在煤系地層底板處豎向位移達(dá)到最小值，即鏈子崖危巖體上部巖體主要是沿該軟弱夾層滑動(dòng)的。這與鏈子崖危巖體穩(wěn)定性主要受馬鞍山煤系地層控制的結(jié)論較為一致。在飽水狀態(tài)下煤系地層附近的水平位移量較天然狀態(tài)下有較明顯增大，坡頂附近的豎向位移量較天然狀態(tài)下也有較明顯增大，并逐漸向外擴(kuò)展，這與危巖體實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果一致。

圖3 水平位移云圖Fig.3 Nephogram of horizontal displacement in natural state

圖4 豎向位移云圖Fig.4 Nephogram of vertical displacement

根據(jù)有限差分法數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果可知，飽水狀態(tài)下水平位移和豎向位移較天然狀態(tài)下有明顯的增加，其中水平位移的最大變化量ΔLmax＝72.4 mm，豎向位移的最大變化量ΔLmax＝99.9mm，其位移增量等值線圖如圖5所示。根據(jù)水平位移和豎向位移最大變化量ΔLmax和各節(jié)點(diǎn)單位的水平位移和豎向位移變化量，利用前述的模式識(shí)別算法對(duì)鏈子崖危巖體水平位移和豎向位移的敏感性程度分區(qū)見圖6。

圖5 危巖體飽和狀態(tài)下位移增量Fig.5 Displacement increment of dangerous rock body in saturated state

2.4 基于數(shù)值模擬的位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置

根據(jù)數(shù)值模擬建立的位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置主要根據(jù)2點(diǎn)：位移量明顯處；滑坡在外界因素干擾下位移敏感性高的部位［17］。前者主要是為了減少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差，后者主要是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡的異常變形。通過將外界干擾因素作用下的位移場(chǎng)與正常狀態(tài)下的位移場(chǎng)進(jìn)行比較，可以得到外界因素干擾時(shí)，坡體哪些部位對(duì)位移（水平、豎向）的變化比較敏感。在這些部位布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)在理論上可以比較及時(shí)地發(fā)現(xiàn)滑坡變形失穩(wěn)的先兆。根據(jù)鏈子崖危巖體水平位移和豎向位移敏感程度分區(qū)圖，可以對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)做出優(yōu)化布置。

1）地表水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜布置在水平位移變化敏感程度較高的A4區(qū)（煤系地層上方坡面），該區(qū)既是水平位移敏感性程度較高的區(qū)域，也是水平位移量明顯區(qū)；這樣既可以減少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差，也容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡地表水平位移的異常變形。

圖6 鏈子崖危巖體位移變化敏感程度分區(qū)Fig.6 Sensitivity degree subarea of displacement of Lianziya dangerous rock body

2）地表豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜布置在豎向位移變化敏感程度較高的A4區(qū)（坡頂左側(cè)），該區(qū)既是豎向位移敏感性程度較高的區(qū)域，也是豎向位移量明顯區(qū)；這樣既可以減少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差，同時(shí)也容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡地表豎向位移的異常變形。

3）從深部水平位移監(jiān)測(cè)的角度出發(fā)，深部位移監(jiān)測(cè)孔宜穿越所有水平位移變化敏感性區(qū)域，通過不同敏感性區(qū)域的差異變化，容易識(shí)別滑坡變形屬于整體滑動(dòng)還是局部滑動(dòng)，同時(shí)便于確定滑帶的具體位置。

通過上述分析可知：滑坡變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)集中布置在極敏感區(qū)和敏感區(qū)，同時(shí)適當(dāng)考慮一般區(qū)和不敏感區(qū)，以保證整個(gè)滑坡區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性，且便于進(jìn)行監(jiān)測(cè)變量的整體比較分析。根據(jù)上述結(jié)論，以鏈子崖危巖體Ⅳ－Ⅳ′剖面地表位移和深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置為例，其優(yōu)化布置后的剖面監(jiān)測(cè)點(diǎn)見圖7。

3 結(jié)論

1）根據(jù)監(jiān)測(cè)變量（位移）對(duì)外界干擾因素作用的敏感程度，利用數(shù)值模擬技術(shù)和模糊模式識(shí)別法對(duì)鏈子崖危巖體位移場(chǎng)變化的敏感性程度進(jìn)行了分區(qū)，即：不敏感（A1）、一般（A2）、敏感（A3）和極敏感（A4）4個(gè)區(qū)。

圖7 鏈子崖危巖體位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置Fig.7 Optimal placement of monitoring points of Lianziya dangerous rock body

2）危巖體坡頂附近的水平位移量較小，且自上而下水平位移量逐漸增加，并在馬鞍山煤系地層（軟弱夾層R001）附近達(dá)到最大值；但坡頂附近的豎向位移量較大，且自左向右位移量逐漸減小，并在煤系地層底板處豎向位移達(dá)到最小值。所以在布設(shè)滑坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)首先對(duì)滑坡進(jìn)行位移敏感性分區(qū)，把監(jiān)測(cè)點(diǎn)集中布置在位移變化敏感程度較高的區(qū)域，而不應(yīng)均勻布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)如果布設(shè)合理，可以用少量的監(jiān)測(cè)儀器、設(shè)施捕捉到滑坡真正的變形，達(dá)到事半功倍的效果。

3）在實(shí)際工作中，從深入解剖滑坡的結(jié)構(gòu)入手，根據(jù)監(jiān)測(cè)變量（位移）對(duì)外界干擾因素作用下的靈敏度與監(jiān)測(cè)信息量獲取大小之間的關(guān)系，對(duì)危巖體的監(jiān)測(cè)變量（位移）進(jìn)行靈敏度分區(qū)研究，進(jìn)而對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)滑坡監(jiān)測(cè)有借鑒作用。

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