一种可分级响应的边坡监测方法、设备、装置及可读存储介质

摘要

一种可分级响应的边坡监测方法、设备、装置及可读存储介质。本发明涉及建筑工程领域，特别是涉及一种可分级响应的边坡监测方法。本发明提供一种可分级响应的边坡监测方法，包括：提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，能减少系统维护成本，同时适当延长边坡监测系统的整体工作寿命，具有良好的产业化前景。

权利要求

1.一种可分级响应的边坡监测方法，包括：S1：提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；

S2：根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；

S3：提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；

S4：根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；

S5：根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级；

所述稳定性安全参数为沿假定滑裂面的抗滑力与滑动力的比值；

和/或，所述降雨参数包括日降雨量、降雨等级和持续时间；

和/或，所述矢量位移增量参数的具体计算方法为对水平位移增量与竖向位移增量的平方和开二次方；

所述根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级的方法具体包括：所述边坡监测预警等级根据边坡发生灾害的可能性由低到高分为1级、2级、

3级，根据如下所示的表格中的关系确定，且以稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数中危害程度最高的一项，确定边坡监测预警等级：。

2.如权利要求1所述的可分级响应的边坡监测方法，其特征在于，威胁对象参数包括受威胁的人数；

和/或，边坡位置参数包括边坡所处位置上建造的设施的种类；

和/或，失稳危害性参数分为造成重大人员伤亡或财产损失；可能造成人员伤亡或财产损失；可能造成财产损失三种。

3.如权利要求2所述的可分级响应的边坡监测方法，其特征在于，根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级的方法具体包括：所述边坡监测系统设计等级根据危害程度由高到低分为1级、2级、3级，根据如下所示的表格中的关系确定，且以潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数中危害程度最高的一项，确定边坡监测系统设计等级：。

4.如权利要求1所述的可分级响应的边坡监测方法，其特征在于，在边坡监测系统设计等级相同的条件下，边坡监测预警等级越高，则边坡监测系统响应等级越高；

和/或，在边坡监测预警等级相同的条件下，边坡监测系统设计等级越低，则边坡监测系统响应等级越高。

5.如权利要求4所述的可分级响应的边坡监测方法，其特征在于，所述边坡监测系统分级响应等级根据监测强度分为I级、II级、III级，且所述边坡监测系统分级响应等级根据如下所示的表格中的关系确定：

其中，当边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级所对应的参数≤1时，边坡监测系统响应等级为I级；

当边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级所对应的参数＝2时，边坡监测系统响应等级为II级；

当边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级所对应的参数≥3时，边坡监测系统响应等级为III级。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1‑5任一权利要求所述的可分级响应的边坡监测方法。

7.一种用于可分级响应的边坡监测方法的设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行如权利要求1‑5任一权利要求所述的可分级响应的边坡监测方法。

8.一种用于如权利要求1～5所述的可分级响应的边坡监测方法的装置，所述装置包括：

第一数据提供模块，用于提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；

边坡监测预警等级计算模块，用于根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；

第二数据提供模块，用于提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；

边坡监测系统设计等级计算模块，用于根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；

边坡监测系统分级响应等级计算模块，用于根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。

说明书

一种可分级响应的边坡监测方法、设备、装置及可读存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑工程领域，特别是涉及一种可分级响应的边坡监测方法、设备、装置及可读存储介质。

背景技术

[0002] 边坡失稳是一种具有强大破坏能力的现象，其发生对社会和经济发展具有严重影响，而开展边坡监测对于减少因边坡失稳所造成的损失具有重要意义。边坡的有效监测依
赖于合理高效的边坡监测系统，目前在进行边坡监测系统设计时，为实现对于边坡状态变
化的有效感知，通常考虑边坡最不利状态，实现对边坡的全覆盖监测，但在边坡监测过程
中，边坡通常处在较为稳定的状态，而解析边坡监测系统数据将耗费大量资源。因此，本发
明构建可分级响应的边坡监测系统，根据边坡稳定性状态变化和边坡失稳影响，确定边坡
监测系统的分级响应策略，在满足边坡监测需求的同时，降低边坡监测的经济成本，延长边
坡监测系统工作寿命，以提高边坡监测的整体经济效益。

发明内容

[0003] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可分级响应的边坡监测方法、设备、装置及可读存储介质，用于解决现有技术中的问题。

[0004] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种可分级响应的边坡监测方法，包括：

[0005] S1：提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；

[0006] S2：根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；

[0007] S3：提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；

[0008] S4：根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；

[0009] S5：根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。

[0010] 本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的可分级响应的边坡监测方法。

[0011] 本发明另一方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行上述的可
分级响应的边坡监测方法。

[0012] 本发明另一方面提供一种装置，所述装置包括：

[0013] 第一数据提供模块，用于提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；

[0014] 边坡监测预警等级计算模块，用于根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；

[0015] 第二数据提供模块，用于提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；

[0016] 边坡监测系统设计等级计算模块，用于根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；

[0017] 边坡监测系统分级响应等级计算模块，用于根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。

附图说明

[0018] 图1显示为本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法及系统的流程示意图。

具体实施方式

[0019] 为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容容易地了解
本申请发明的其他优点及功效。

[0020] 本发明发明人经过大量实践研究，提供了一种可分级响应的边坡监测方法及系统，该边坡监测方法及系统能够执行分级运行策略，从而能够减少系统维护成本，同时适当
延长边坡监测装置的整体工作寿命，在此基础上完成了本发明。

[0021] 本发明第一方面提供一种可分级响应的边坡监测方法，包括：

[0022] S1：提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；

[0023] S2：根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；

[0024] S3：提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；

[0025] S4：根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；

[0026] S5：根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。

[0027] 本发明中，边坡通常指(side slope)指的是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。

[0028] 本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，可以包括：提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数。提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数主要是
用于确定边坡监测预警等级。

[0029] 本发明中，稳定性安全参数通常是指沿假定滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，稳定性安全参数通常是边坡稳定性的一个重要参数，边坡稳定性安全系数越小，边坡的稳定
性越差。合适的提供稳定性安全参数的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的。稳定
性安全参数通常是根据边坡尺寸和边坡土的性质计算获得，其具体计算方法对于本领域技
术人员来说应该是已知的。例如，稳定性安全参数的计算方法可以参照《土质学与土力学》
(第五版，钱建固著)第八章内容。

[0030] 本发明中，降雨参数通常反映边坡所处位置的降雨信息，降雨参数可以包括日降雨量、降雨等级和持续时间。降雨参数是降雨量判据的基本参数，降雨量判据是指一定地区
突降大暴雨或持续降大雨，降雨量达到一定量使潜在危险的边坡围岩发生失稳和快速滑
动；属于外施的临界诱发判据，不同地区的边坡结构和地质环境条件差异较大，诱发滑坡的
临界降雨量存在较大差异，仍然难以形成统一的通用判据。但是，由于降雨量易于监测，特
别易于连续实时监测和数据传输，是目前使用较为成功的滑坡预警判据。合适的提供降雨
参数的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的。例如，用于测量降雨参数的降雨监测
设备可以采用雨量计等。再例如，以100×50m无特定地貌单元的边坡为例，可以布设一个雨
量计，布设位置可以在距离被监测边坡25米的范围内，监测边坡及周边降雨量变化，以提供
降雨参数。而对于降雨等级，其确定方法可以参照《降水量等级(GB/T 28592‑2012)》中表1，
持续时间在本申请中按天计，不足一天的按一天计。

[0031] 本发明中，矢量位移增量参数的具体计算方法通常为对水平位移增量与竖向位移增量的平方和开二次方，水平位移与竖向位移的具体数值则通常可以由现场监测传感器获
得。合适的提供用于矢量位移增量参数计算中所使用的各参数的方法对于本领域技术人员
来说应该是已知的。例如，用于监测表面位移的方法通常基于GNSS的表面位移监测设备
(GNSS监测系统)，所需各项设备包括：GNSS接收机、GNSS基准站、电脑等，GNSS基站可以通过
卫星定位系统，测定并解算其在一定时间内的平面位移增量和竖向位移增量，通过将两者
的平方和开二次方，就可以求得矢量位移增量。再例如，边坡监测系统中设备的布设，以100
×50m无特定地貌单元的边坡为例，可布设6台GNSS接收机、1台GNSS基准站、3个滑动式测斜
仪和若干裂缝计(每条裂缝至少布置1个)，其中，GNSS监测点布设在垂直于主滑动方向的主
剖面上，每条剖面布设GPS监测点至少为3个，分别在边坡后缘陷落带、边坡平台、边坡隆起
带布设GPS表面位移监测点，根据边坡纵剖面长度适当进行加点，不要求平均布设，但是需
要在特定地貌单元必须布设，深部岩移测斜仪和GNSS监测点应在同一垂线方向，根据现场
情况可进行调整，水平距离应保持在10m范围。

[0032] 本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，还可以包括：根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级。通常来说，稳定性安全参数越高则
边坡监测预警等级越高，反之，稳定性安全参数越低则边坡监测预警等级越低；降雨参数越
高，则边坡监测预警等级越高，反之，降雨参数越低，则边坡监测预警等级越低；矢量位移增
量参数越高则边坡监测预警等级越高，反之，矢量位移增量参数越低则边坡监测预警等级
越低。例如，在边坡监测中，可以将测量获得的稳定性安全参数、降雨参数、或矢量位移增量
参数与所计算的临界位移阈值进行对比，如果稳定性安全参数、降雨参数、或矢量位移增量
参数小于临界位移阈值，表明安全状况相对较好；如果稳定性安全参数、降雨参数、或矢量
位移增量参数等于临界位移阈值，表明安全状况需要受到注意；如果稳定性安全参数、降雨
参数、或矢量位移增量参数大于临界位移阈值，表明安全状况较差，需要受到重点注意。

[0033] 在本发明一具体实施例中，可以根据如下所示的表格中的关系确定，且以稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数中危害程度最高的一项，确定边坡监测预警等级。
如下所示的表格中，边坡监测预警等级根据危害程度由低到高分为1级、2级、3级，分别对应
安全状况相对较好、安全状况需要受到注意和安全状况较差三种情况。对于稳定性安全参
数，当稳定性安全参数＞1.2，其对应危害程度为1级；当稳定性安全参数1.15＜且≤1.2，其
对应危害程度为2级；当稳定性安全参数≤1.15，其对应危害程度为3级。对于日降雨量，当
日降雨量＜25mm，其对应危害程度为1级；当日降雨量25≤且＜50mm，其对应危害程度为2
级；当日降雨量≥50mm，其对应危害程度为3级。对于日降雨量，当日降雨量＜25mm，其对应
危害程度为1级；当日降雨量25≤且＜50mm，其对应危害程度为2级；当日降雨量≥50mm，其
对应危害程度为3级。对于降雨等级和持续时间，当降雨等级为小雨且持续时间≤7d、当降
雨等级为中雨且持续时间≤4d、当降雨等级为大雨且持续时间≤2d，其对应危害程度为1
级；当降雨等级为小雨且持续时间≥8d且≤10d、当降雨等级为中雨且持续时间≤7d、当降
雨等级为大雨且持续时间为3天、当降雨等级为暴雨且持续时间为1天，其对应危害程度为2
级；当降雨等级为小雨且持续时间≥11d、当降雨等级为中雨且持续时间≥8d、当降雨等级
为大雨且持续时间≥4天、当降雨等级为暴雨且持续时间≥2天、当降雨等级为大暴雨或特
大暴雨且持续时间≥1天，其对应危害程度为3级。对于矢量位移增速参数，当矢量位移增速
参数＜2mm/d，其对应危害程度为1级；当矢量位移增速参数2≤且＜3mm/d，其对应危害程度
为2级；当矢量位移增速参数≥3mm/d，其对应危害程度为3级。

[0034]

[0035] 本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，还可以包括：提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数。提供潜在经济损失参数、威胁对象参
数、边坡位置参数和失稳危害性参数主要用于确定边坡监测系统设计等级。

[0036] 本发明中，潜在经济损失参数的计算方法和具体划分方法可以参照《滑坡防治工程勘查规范(GB/T 32854‑2016)》、或汪敏、刘东燕的《滑坡灾害风险分析中的易损性及破坏
损失评价研究》等文中的相关内容。

[0037] 本发明中，威胁对象参数包括受威胁的人数，具体划分方法可以参照《滑坡防治工程勘查规范(GB/T 32854‑2016)》中的相关内容。

[0038] 本发明中，边坡位置参数包括边坡所处位置上建造的设施的种类，具体划分方法可以参照《崩塌、滑坡、泥石流监测规程(DZ/T 0223—2004)》，该文献中，对于监测的等级划
分采用了两级指标，边坡所处位置上建造的设施的种类的重要性为其第一级指标。

[0039] 本发明中，失稳危害性参数的计算方法可以参照《建筑边坡工程技术规范(GB50330‑2013)》中的相关内容，该文献中，根据边坡工程失稳或活动后的危害性对边坡工
程安全进行分级，表3.2.1中破坏后果很严重、严重、不严重三个等级，破坏后果的评定见表
下注释。

[0040] 本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，还可以包括：根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级。通常来
说，潜在经济损失参数越高则边坡监测系统设计等级越高，反之，潜在经济损失参数越低则
边坡监测系统设计等级越低；威胁对象参数越高，则边坡监测系统设计等级越高，反之，威
胁对象参数越低，则边坡监测系统设计等级越低；边坡位置参数越高则边坡监测系统设计
等级越高，反之，边坡位置参数越低则边坡监测系统设计等级越低；失稳危害性参数越高则
边坡监测系统设计等级越高，反之，失稳危害性参数越低则边坡监测系统设计等级越低。例
如，在边坡监测中，可以将计算获得的潜在经济损失参数、或威胁对象参数与所计算的临界
位移阈值进行对比，如果潜在经济损失参数、或威胁对象参数小于临界位移阈值，表明安全
状况相对较好；如果潜在经济损失参数、或威胁对象参数等于临界位移阈值，表明安全状况
需要受到注意；如果潜在经济损失参数、或威胁对象参数大于临界位移阈值，表明安全状况
较差，需要受到重点注意。再例如，在边坡监测中，可以将边坡位置参数与预设值进行对比，
以确定安全状况是相对较好、需要受到注意、还是安全状况较差。再例如，在边坡监测中，可
以将失稳危害性参数与预设值进行对比，以确定安全状况是相对较好、需要受到注意、还是
安全状况较差。

[0041] 在本发明一具体实施例中，可以根据如下所示的表格中的关系确定，且以潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数中危害程度最高的一项，确定
边坡监测系统设计等级。如下所示的表格中，边坡监测系统设计等级根据危害程度由高到
低分为1级、2级、3级，分别对应安全状况较差、安全状况需要受到注意、和安全状况良好三
种情况。对于潜在经济损失参数，当潜在经济损失参数≥5000万元，其对应危害程度为1级；
当潜在经济损失参数＜5000且≥500万元，其对应危害程度为2级；当潜在经济损失参数＜
500万元，其对应危害程度为3级。对于威胁对象参数，当威胁对象参数≥500人，其对应危害
程度为1级；当威胁对象参数＜500且≥100人，其对应危害程度为2级；当威胁对象参数＜
100人，其对应危害程度为3级。对于边坡位置参数，当边坡的位置位于城市和村镇规划区、
放射性设施、军事设施、核电、二级(含)以上公路、铁路、机场,大型水利工程、电力工程、港
口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂、油管道和储油
库等位置时，其对应危害程度为1级；当边坡的位置位于新建村镇、二级以下公路,中型水利
工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处
理厂等位置时，其对应危害程度为2级；当边坡的位置位于小型水利工程、电力工程、港口码
头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等位置时，其对应危
害程度为3级。对于失稳危害性参数，当失稳危害性参数为特别大时，其对应危害程度为1
级；当失稳危害性参数为大时，其对应危害程度为2级；当失稳危害性参数为较大时，其对应
危害程度为3级。

[0042]

[0043]

[0044] 本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，还可以包括：根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。通常来说，在边坡监测系统
设计等级相同的条件下，边坡监测预警等级越高，则边坡监测系统响应等级越高；在边坡监
测预警等级相同的条件下，边坡监测系统设计等级越低，则边坡监测系统响应等级越高。

[0045] 在本发明一具体实施例中，所述边坡监测系统分级响应等级可以根据监测强度分为I级、II级、III级，且所述边坡监测系统分级响应等级根据如下所示的表格中的关系确
定。

[0046]

[0047] 其中，当边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级所对应的参数≤1时，即当边坡监测系统设计等级为3级、边坡监测预警等级为1级时，边坡监测系统响应等级为I级；

[0048] 当边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级所对应的参数＝2时，即当边坡监测系统设计等级为2级、边坡监测预警等级为1级时，或即当边坡监测系统设计等级为3级、
边坡监测预警等级为2级时，边坡监测系统响应等级为II级；

[0049] 当边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级所对应的参数≥3时，即除了上述例举的三种情况以外，边坡监测系统响应等级为III级。

[0050] 本发明中，还可以包括：对边坡监测的运行策略进行确定和/或调整。例如，当边坡监测系统响应等级为I级，边坡监测系统响应等级为低强度，采用低强度边坡监测运行策
略；当边坡监测系统响应等级为II级，边坡监测系统响应等级为中等强度，采用中等强度边
坡监测运行策略；当边坡监测系统响应等级为III级，边坡监测系统响应等级为高强度，采
用高强度边坡监测运行策略。运行策略进行确定和/或调整的手段包括对各测量设施(例
如，降雨监测设备、裂缝监测设备、表面位移监测设备(例如，基于GNSS的表面位移监测设
备、基于分布式光纤的表面位移监测设备)、深部位移监测设备等)的数据采集工作的响应
(打开或关闭)、以及数据采集工作的频率进行调整等。

[0051] 在本发明一具体实施例中，当边坡监测系统响应等级为低强度、中等强度、高强度状态时下，边坡监测系统响应策略、数据采集频率和持续时间的关系具体可以参照如下表
格中的关系，另外，当边坡监测系统响应等级为高强度时，必要时还可以辅以人工现场查勘
和进一步专家评估：

[0052]

[0053] 边坡监测的运行策略通常需要考虑边坡监测的经济性，规定了边坡监测系统分别在低强度、中等强度和高强度工作等级下的运行策略。当边坡整体处在稳定阶段或相对稳
定阶段时，边坡变形缓慢，单位时间内数据变化较小，获取高频率数据对于边坡变形分析意
义较小，此时可采用低强度运行策略，即利用基于GNSS的表面位移监测设备、降雨监测设
备、裂缝监测设备、深部位移监测设备，采用较低的数据采集频率和覆盖率(例如，每11～13
小时获取一次数据，边坡监测系统低强度工作应持续24小时以上)，针对表面关键测点进行
位移监测，以降低监测成本。当边坡状态出现一定变化，但这些变化对于边坡稳定性的影响
并不明确，需要提升边坡监测工作强度，需要采用中等强度运行策略，利用基于GNSS的表面
位移监测设备、基于分布式光纤的表面位移监测设备、深部位移监测设备、降雨监测设备和
裂缝监测设备，对低覆盖率的表面和深层测点的位移数据进行采集，每5～7小时获取一次
数据，边坡监测系统中等强度工作应持续48小时以上，以完成对边坡整体状态的监测和把
握。当边坡稳定状态或边坡稳定性影响因素急剧变化时，边坡变形发展较快，或边坡位移曲
线变化发生的可能性急剧增大，边坡监测系统需要采用高强度运行策略，此时，采用降雨监
测设备、裂缝监测设备、深部位移监测设备、基于GNSS的表面位移监测设备和基于分布式光
纤的表面位移监测设备，对边坡的分布式立体位移进行高覆盖率实时监测，边坡监测系统
高强度工作应持续72小时以上，并可辅以人工现场查勘和专家评估，以实现对边坡稳定发
展趋势的准确分析。此时，边坡监测系统的运营成本最高。

[0054] 本发明第二方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所提供的可分级响应的边坡监测方法。

[0055] 本发明第三方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行本发明第
一方面所提供的可分级响应的边坡监测方法。

[0056] 本发明第四方面提供一种装置，所述装置可以包括：

[0057] 第一数据提供模块，用于提供稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数；

[0058] 边坡监测预警等级计算模块，用于根据稳定性安全参数、降雨参数和矢量位移增量参数，确定边坡监测预警等级；

[0059] 第二数据提供模块，用于提供潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数；

[0060] 边坡监测系统设计等级计算模块，用于根据潜在经济损失参数、威胁对象参数、边坡位置参数和失稳危害性参数，确定边坡监测系统设计等级；

[0061] 边坡监测系统分级响应等级计算模块，用于根据边坡监测预警等级和边坡监测系统设计等级，确定边坡监测系统分级响应等级。

[0062] 本发明中，上述装置中各模块的运行原理可以参照本发明第一方面所提供的可分级响应的边坡监测方法，在此不做赘述。

[0063] 本发明所提供的可分级响应的边坡监测方法，是一种基于多种监测设备的、可分级运行的边坡监测方法，该边坡监测方法可以根据实际监测结果调整边坡监测系统及其运
行策略，能减少系统维护成本，同时适当延长边坡监测系统的整体工作寿命，具有良好的产
业化前景。

[0064] 下面通过实施例对本申请的发明予以进一步说明，但并不因此而限制本申请的范围。

[0065] 实施例1

[0066] 在甘肃某三级公路旁，存在一处规模约为50×1000m的土质边坡，坡脚采用挡墙等结构物进行支挡防护，根据实地踏勘，边坡存在失稳破坏的风险。为较好监测边坡变形发
展，减少边坡失稳带来的危害，计划开展边坡监测工作，并考虑边坡监测的经济性，根据边
坡特征相应地设计了边坡监测系统。该系统包括：(1)降雨监测，采用雨量计监测边坡及周
边降雨情况(具体方法参照《称重式光学雨量计的设计》，蔡彦等)；(2)表面位移监测，选取
代表性点，采用GNSS监测坡体表面位移(具体方法参照《GNSS实时形变监测系统在岩质高边
坡中的应用》，张德辉，卢晓辉)；采用分布式光纤监测坡体表面位移(具体方法参照《边坡工
程分布式光纤监测技术研究》，隋海波等)；(3)深部位移监测，采用滑动式测斜仪监测边坡
深部位移(具体方法参照《边坡深部位移监测孔测斜装置埋设方法探究》，叶咸)；(4)表面裂
缝监测，采用裂缝计监测裂缝宽度变化(具体方法参照《宝日希勒露天矿边坡裂缝位移自动
监测系统》，钟志波，张东风，田志伟)。

[0067] 周边边坡工程经验显示，此地边坡易发生较深层次的滑坡灾害，且可能存在多个滑动面，边坡失稳前期发展速率相对较慢。边坡表面裂缝等的监测也能够对边坡稳定性分
析提供参照，当地降雨较少，但降雨对边坡土体性质影响大，降雨对边坡稳定性存在一定影
响。此外，边坡底部支挡结构物的变形也能够对边坡整体的变形和稳定性变化提供预警。综
上，确定降雨情况、裂缝变化、表面位移和深部位移最为重要，且可据此确定边坡监测预警
等级参数。

[0068] 由于此边坡位于三级公路旁，根据边坡监测系统设计等级参数确定方法，确定该边坡的边坡监测系统设计等级为2级。

[0069] 该边坡监测系统建成以后，2020年5月1日至2020年5月31日的运行情况如下表所示：

[0070]

[0071]

[0072] 根据边坡监测预警等级的确定方法和边坡监测系统响应等级的确定方法可知，2020年5月22日，该边坡监测预警等级为2级，因此，该边坡监测系统的响应等级为3级，2020
年5月22日至2020年5月24日，该边坡监测系统应采用高强度运行策略，对边坡进行实时监
测。2020年5月其余时间该边坡监测系统均采用中等强度运行策略。相对于高强度运行策略
的整个边坡实时监控，中等强度运行策略采用较低覆盖率进行采样频率仅为5～7小时/次
的监测，并且中等强度运行策略下运行的监测设备数量仅为高强度运行策略的一半，监测
和采集的数据量也大大减少，大大节省了设备运行成本和数据分析成本。

[0073] 该边坡监测系统建成后，实现了对于边坡状态的合理准确监控，监控结果显示边坡状态稳定。该监测系统有效保障了该三级公路安全运行。

[0074] 实施例2

[0075] 广西某小型工业建筑旁存在一处规模约为400×100m的土质边坡，由于当地降雨较多，且临近地区进行工业生产和施工，边坡存在失稳破坏的风险。为较好监测边坡变形发
展，减少边坡失稳带来的危害，计划开展边坡监测工作，并考虑边坡监测的经济性，根据边
坡特征相应地设计了边坡监测系统。该系统包括：(1)降雨监测，采用雨量计监测边坡及周
边降雨情况(具体方法参照《称重式光学雨量计的设计》，蔡彦等)；(2)表面位移监测，选取
代表性点，采用GNSS监测坡体表面位移(具体方法参照《GNSS实时形变监测系统在岩质高边
坡中的应用》，张德辉，卢晓辉)，并采用分布式光纤监测坡体表面位移(具体方法参照《边坡
工程分布式光纤监测技术研究》，隋海波等)；(3)深部位移监测，采用滑动式测斜仪监测边
坡深部位移(具体方法参照《边坡深部位移监测孔测斜装置埋设方法探究》，叶咸)；(4)表面
裂缝监测，采用裂缝计监测裂缝宽度变化(具体方法参照《宝日希勒露天矿边坡裂缝位移自
动监测系统》，钟志波，张东风，田志伟)。

[0076] 根据边坡规模，布设48台GNSS接收机、1台GNSS基准站和24个测斜孔，对于已经存在的裂缝，每条裂缝布置有3个裂缝计，此外，在该边坡范围内布设分布式光纤以及所需其
他附属设施。

[0077] 经计算得到该边坡的稳定安全系数为1.24，边坡失稳破坏所带来的潜在经济损失约为450万元，边坡失稳威胁对象18人，危害性较大，根据边坡监测系统设计等级确定方法，
确定该边坡的边坡监测系统设计等级为3级。

[0078] 根据当地气象资料，当地降雨量较大，且有大暴雨天气的发生，根据边坡监测预警等级的确定方法，该边坡的边坡监测预警等级会在1到3之间变化，因此，其边坡监测系统响
应等级，将在1到3之间变化，故对该边坡的监测需考虑低、中等、高三种强度等级的运行策
略。

[0079] 该边坡监测系统建成以后，2019年4月1日至2019年6月30日的运行情况如下表所示：

[0080]

[0081]

[0082]

[0083] 该监测系统建成后，监测系统能够有效监测边坡坡体位移发展状况以及边坡周边一定区域内的降雨情况，进而选用合适等级的边坡监测系统运行策略进行监测。总体而言，
该边坡监测系统能够有效工作，并节省了日常监测所需资源和成本。

[0084] 综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

[0085] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完
成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。