随着我国公路建设向地形、地貌、地质条件复杂的山区持续推进,发生在建设期和运营期的边坡失稳破坏屡见不鲜,常常导致严重的交通安全事故,影响公路通行和运行效率的发挥,甚至造成重大的人员伤亡和财产损失,引起不良的社会影响。如何对边坡进行有效的安全监测并通过监测数据对边坡变形趋势进行预测,从而减少或者避免边坡变形破坏造成的人员伤亡和财产损失显得十分重要。论文采用基于北斗卫星的边坡变形监测系统进行边坡变形监测,在制定边坡变形监测方案时采用有限元软件Abaqus建立边坡模型并结合敏感度分析和灰色关联分析,确定重点监测区域和监测点的布置,通过监测数据建立数学模型分析边坡稳定状态和变形趋势,主要获得以下成果:(1)研究了基于北斗卫星的边坡变形监测系统的主要组成板块及各个板块的功能,与其他变形监测方法相比,基于北斗卫星的边坡变形监测系统监测精度高、效率高、时效性强,并且拥有更高的自主性和安全性,更能满足国内的边坡变形监测需求。(2)分析了边坡变形破坏的各种模式和影响因素,从监测点需求出发,与数值分析软件Abaqus相结合,确定变形监测重点区域,建立了敏感度分析优化方法,并通过敏感度分区优化提高了监测点位布设的针对性;提出了灰色关联分析优化的详细步骤和计算方法,通过灰色关联分析优化降低了布点方案的冗余性。数值模拟、敏感度分析和灰色关联分析改进了边坡监测项目中依靠经验法来选点的不足,提高了监测方案的有效性和经济性。(3)对比分析了多种边坡监测数据处理理论和方法,提出了基于灰色系统分析的两种三维变形数据处理方式,计算对比两者建立的灰色预测模型的预测精度高低,确定了分别对水平面方向和沉降方向位移值进行处理的方式得到的模型精度较高,并通过实例验证了采用该模型进行边坡变形趋势预测和稳定状态评价的可靠性。(4)将基于北斗卫星的边坡变形监测系统应用于平罗公路牙舟互通段左侧边坡,根据系统采集的三维变形数据处理分析结果验证了监测点布置方法的有效性和实用性,并通过变形趋势预测结果对边坡安全状态进行了评价。北斗卫星是我国自主研发的全球定位与通信系统,而基于北斗卫星的边坡变形监测系统是新兴的一种边坡监测手段,边坡变形监测点的优化有利于北斗卫星监测系统采集真实可靠的三维监测数据,根据监测数据建立的灰色预测模型能够分析评价边坡所处的稳定状态和变形趋势,为公路灾害监测领域发展提供必要的技术支撑。