章亮等：基于MSR3O0雷达监测的凹山采场降雨条件下的边坡变形及滑坡 ·409· 1工程背景 南山矿凹山采场是马钢公司主要铁矿石生产基 地，位于安徽省东部马鞍山市向山镇，近年来主要针 对南帮-195~-90m进行局部扩帮回采.矿区位 于火山穹隆的北部，断裂构造发育，台阶错落沉陷， 坡面上部岩体破碎严重，多呈碎裂块状结构，形成滑 坡松散体，下部岩体硬性与软弱结构面交叉存在，形 成一系列张拉裂缝，易发生沿此节理面的滑坡.该 区域分别于2004年9月和2005年9月发生滑坡. 同时，降雨也是激发滑坡的重要因素，马鞍山地处长 图2雷达工作图 江下游区，属热带季风气候，全年气候温和，日照充 Fig.2 Working map of radar 足，雨量充沛，年最大降雨量1747.2mm,最小降雨 量591.6mm,年平均降雨量1030mm,雨季主要在夏 季.鉴于该采场边坡滑移的严峻形势，采用MSR300 型真实孔径雷达监测系统对南山矿凹山采场进行实 时动态监测，监测区域如图1所示 位移/mm 10112340 南 #12,3 图3空间分布位置图 Fig.3 Position of space distribution 图1雷达扫描云图 Fig.1 Scanning nephogram of radar 3南帮监测区域数据处理与分析 2 雷达布置概况 边坡雷达监测技术基于差值干涉测量，对被测 物体进行连续不间断无接触重复扫描，雷达发射高 移动测量型雷达(movement and surveying ra- 频电磁能量波到被监测边坡，再对边坡返回的电波 dar,MSR)雷达布置在安全稳定的场基，地势平坦 信号进行解析处理，利用专业软件MSR HMI解析处 (可人工压实平整)，安置点需进行牢固处理并整 理边坡位移、速度、加速度等信息，直接显示三维空 平.雷达与被测南帮边坡之间无明显障碍物，雷达 间数据，实时动态显示边坡变形趋势.并可通过扫 发射波与南帮边坡尽量保持垂直.安置之后，需要 描云图颜色条直观显示边坡位移速度等情况.当位 进行雷达波能量测试，直到能量信号稳定强烈.根 移、速度等参数变化值超过临界阈值便触发预警系 据现场监测条件，选择南帮对面+30m台阶处，地 统，从而做到边坡动态监管，防患于未然 理平面坐标为(10112m,3409m),距离南帮监测区 3.1边坡变形与降雨关系分析 域0.9km,数据采集周期7min.雷达工作图及地理 3.1.1边坡变形与降雨量关系 空间图分别如图2和图3所示，主要工作参数见表1. 为研究降雨量与凹山南帮边坡之间的定量关 表1雷达系统主要参数 系，在雷达动态监测同时，同步监测相应区域的降雨 Table 1 Main parameters of radar system 情况，月变形量与月降雨量统计分别如图4(a)和4 工作。 水平扫描竖直扫描测量空间分辨最大 (b)所示.根据2013年至2016年的监测统计结果， 温度/℃角/()角/()精度/mm率/m2测距/km 位移量在每年6至8月相对集中变大，位移量与降 -30~+50±104 -33~+550.23.5×3.52.5 雨量明显高于其他月份，边坡变形与月降雨量也有章 亮等: 基于 MSＲ300 雷达监测的凹山采场降雨条件下的边坡变形及滑坡 1 工程背景 南山矿凹山采场是马钢公司主要铁矿石生产基 地，位于安徽省东部马鞍山市向山镇，近年来主要针 对南帮 － 195 ～ － 90 m 进行局部扩帮回采． 矿区位 于火山穹隆的北部，断裂构造发育，台阶错落沉陷， 坡面上部岩体破碎严重，多呈碎裂块状结构，形成滑 坡松散体，下部岩体硬性与软弱结构面交叉存在，形 成一系列张拉裂缝，易发生沿此节理面的滑坡． 该 区域分别于 2004 年 9 月和 2005 年 9 月发生滑坡． 同时，降雨也是激发滑坡的重要因素，马鞍山地处长 江下游区，属热带季风气候，全年气候温和，日照充 足，雨量充沛，年最大降雨量 1747. 2 mm，最小降雨 量 591. 6 mm，年平均降雨量 1030 mm，雨季主要在夏 季． 鉴于该采场边坡滑移的严峻形势，采用 MSＲ300 型真实孔径雷达监测系统对南山矿凹山采场进行实 时动态监测，监测区域如图 1 所示． 图 1 雷达扫描云图 Fig． 1 Scanning nephogram of radar 2 雷达布置概况 移动测量型雷 达( movement and surveying ra￾dar，MSＲ) 雷达布置在安全稳定的场基，地势平坦 ( 可人工压实平整) ，安置点需进行牢固处理并整 平． 雷达与被测南帮边坡之间无明显障碍物，雷达 发射波与南帮边坡尽量保持垂直． 安置之后，需要 进行雷达波能量测试，直到能量信号稳定强烈． 根 据现场监测条件，选择南帮对面 + 30 m 台阶处，地 理平面坐标为( 10112 m，3409 m) ，距离南帮监测区 域 0. 9 km，数据采集周期 7 min． 雷达工作图及地理 空间图分别如图 2 和图 3 所示，主要工作参数见表 1． 表 1 雷达系统主要参数 Table 1 Main parameters of radar system 工作 温度/℃ 水平扫描 角/( °) 竖直扫描 角/( °) 测量 精度/mm 空间分辨 率/m2 最大 测距/ km － 30 ～ + 50 ± 104 － 33 ～ + 55 0. 2 3. 5 × 3. 5 2. 5 图 2 雷达工作图 Fig． 2 Working map of radar 图 3 空间分布位置图 Fig． 3 Position of space distribution 3 南帮监测区域数据处理与分析 边坡雷达监测技术基于差值干涉测量，对被测 物体进行连续不间断无接触重复扫描，雷达发射高 频电磁能量波到被监测边坡，再对边坡返回的电波 信号进行解析处理，利用专业软件 MSＲ HMI 解析处 理边坡位移、速度、加速度等信息，直接显示三维空 间数据，实时动态显示边坡变形趋势． 并可通过扫 描云图颜色条直观显示边坡位移速度等情况． 当位 移、速度等参数变化值超过临界阈值便触发预警系 统，从而做到边坡动态监管，防患于未然． 3. 1 边坡变形与降雨关系分析 3. 1. 1 边坡变形与降雨量关系 为研究降雨量与凹山南帮边坡之间的定量关 系，在雷达动态监测同时，同步监测相应区域的降雨 情况，月变形量与月降雨量统计分别如图 4( a) 和 4 ( b) 所示． 根据 2013 年至 2016 年的监测统计结果， 位移量在每年 6 至 8 月相对集中变大，位移量与降 雨量明显高于其他月份，边坡变形与月降雨量也有 · 904 ·