应力监测本来是露采边坡深部监测方法中的一种，采动应力监测主要监测开采过程垂直应力、水平应力等的变化。但由于此处介绍的方法能完成边坡的预测预报，故单独列出作为重点方法。应力监测主要是测量边坡岩体内不同部位的应力变化情况，通过分析边坡内部应力的变化，分辨拉力区和压力区等特征，来判断边坡的稳定性。边坡内应力变化的物理量能反映变形强度，可配合其他监测资料分析和预测变形动态。根据测量原理的不同，地应力测量方法可分为直接法和间接法两大类。应力解除法、松弛应变测量法、地球物理方法等均属间接法，其中应力解除法是目前国内外应用最广泛的方法，能够比较准确地确定岩体中某点的三维应力状态；水压致裂法是适合于较硬岩体的地应力测量直接法典型代表。但准确测量出应力到露天边坡稳定性的分析、边坡稳定性趋势的判别还相差甚远。

中国矿业大学何满潮院士开发出了一套滑坡地质灾害远程实时摄动监测系统［39］，该系统以滑体、滑床和监控锚索相互作用力学原理为理论基础，提出滑体和滑床相对运动状态的力学监测原理，把多因素监测变为单一滑动力力学量监测，给出滑动力与监控预应力的关系。通过滑坡物理模型试验得出，在滑坡发生前，边坡岩体内应力会连续发生变化，当滑动力大于抗滑力后，边坡岩体就会发生变形和滑动，且捕捉边坡岩体内应力的变化优于对岩体位移的监测（尤其是表面位移）。基于上述原理和试验结果，开发了滑坡地质灾害远程监测预报系统，实现摄动力动态变化的远程实时监测，提出4种监测预警模型，通过对露天矿山边坡等的现场实践应用，该监控新技术成功地进行边坡稳态实时监控和预测预报。

（1）摄动监测系统工作原理

图7－1　圆弧形滑动面滑坡力学模型

R为潜在滑动面的简化半径；O为潜在圆弧滑动面的简化圆心；Q为NPR锚索与潜在滑面所成的交点；α为OQ与竖直方向所成的夹角；β为锚索与水平线所成的夹角；P为锚索与滑坡体之间的相互作用力。

滑坡发生与否决定于“下滑力”和“抗滑力”之间的平衡状态是否被打破。而滑坡过程是由渐变增加到最终破坏的过程，“超前剪切滑动力”（超滑动力），即滑动前的剪切滑动力变化可以作为预测滑坡的充分必要条件［101］，通过超前滑动力的实时监测就可以预报滑坡的发生。因此，可以通过在边坡内置入恒阻大变形锚索的方法来达到监测边坡稳定性的目的，恒阻大变形锚索与滑坡体相互作用示意［102］见图7－1。

锚索作用在滑坡体上的力P可以通过安装在锚索外端部的振弦式荷载传感器实时测得，振弦式荷载传感器［103］，采用均布的三弦式高强空芯弹性构件获得锚索受力大小，通过4m电缆传输线将采集的信号传输给信号采集设备。振弦式荷载传感器工作时，振弦张力σ与对应的振动频率f关系式为7－1和7－2。

式中：L为振弦的有效长度；ρ为振弦材料的密度；E为振弦材料的弹性模量；ε为振弦的应变量；σ为振弦两端的应力。在使用前需要对振弦式荷载传感器进行标定，公式为7－3。(www.daowen.com)

式中：N为载荷量；F为初始频率；f为测试频率；A为截距值；k为系数。且有N＝P，因此，实际边坡工程中的下滑力P可以被实时监测出来。当边坡受扰动导致岩土体力学参数发生变化时，就会通过传感器测量结果反映出来。

（2）远程监测预报系统组成

监控系统主要由两大部分构成：一部分是智能传感、采集、发射系统，该部分用于安装到监测现场，可将现场锚索等应力数据自动采集、自动发射到接收分析系统；另一部分是智能接收分析系统，该部分可将现场发来的数据自动接收并处理形成动态监测曲线和监测预警曲线，根据监测预警曲线判断监控对象的稳定状态。

室外监测设备主要包括：力学传导和力学信号采集装置、数据采集传输设备（采用GPRS和BeiDou双路通信模式设备）、太阳能供电设备、北斗卫星一体机、GPRS发射装置、路径判断模块等。

室内接收分析系统主要包括北斗卫星接收机、GPRS数据接收器、服务器、数据自动处理和分析系统、3D自动搜索和显示设备等。

（3）预警模式

根据摄动力理论，监控模式分为四种预警模式，分别为稳定模式、滑坡模式、软化压入模式和振动扰动模式等，各种模式均对应有相应的预警准则阀值曲线。何满潮院士团队［39，101］还开发了相关监测软件、控制监测核心电路模块和预测预报技术，提出了边坡稳定、滑坡、下雨软化、爆破扰动等预警模式和相应的预测预报方法。应用结果表明，滑坡监测的前兆现象十分明显，比常规方法大为提前，为滑坡灾害预测预报提供了有效的手段。