论文部分内容阅读
我国山区公路高陡岩质路堑边坡数量较多,大型崩塌灾害发生时造成的影响很大,严重威胁着人们的通行安全和日常生活。目前国内并没有将声发射监测预警技术,普及应用于陕西省山阳县S203的高陡危险边坡,而石灰岩变形扩展的声发射现象,却反映了其内部裂隙、孔洞等软弱夹层突发破裂时,释放弹性振动波的过程,对于石灰岩的声发射特性试验研究,具有重要的理论参考价值。通过理论研究、现场调查、室内试验、数据分析和Matlab再处理等方法,研究了石灰岩的力学和声发射特性。采用声发射技术,重点对现场采集的10个石灰岩,做了三轴加载及声发射特性试验,可以模拟研究公路高陡边坡危岩体的破坏机理,并实践现场监测时比较困难的方案。本论文得到的主要研究成果介绍如下:(1)依托于山阳县S203的几处高陡路堑边坡,查明了周围的工程地质概况和影响因素,且评价了10处石灰岩质高陡边坡有危险性,并分析发现2处高陡危岩体边坡有极高的危险性。其中,对5个不同类型的危岩体边坡做了定性分析,发现它们发生崩塌的可能性较大,并对危岩体做了稳定性分析与计算,通过选取参数和综合分析,得到了2处高陡边坡做监测及预警的现实需求。(2)确定了石灰岩贯通破裂失稳时,它们的极限应力、峰值荷载、声发射能量、振铃计数等,表明声发射特征可以作为高陡边坡危岩体监测、预警的参数指标。通过对S203边坡现场钻取的5个较完整和5个有裂隙损伤的石灰岩试样,做了室内三轴加载及声发射特性试验,描述总结了不同裂隙损伤的石灰岩破裂前后的状态,并统计了它们在加载破坏过程中的力学和3个声发射参数的数据,综合分析了它们的力学和声发射参数随时间的变化机理。(3)基于Matlab中的小波工具箱和程序编写,对石灰岩峰值破裂时的声发射波形数据做了再处理,表明了石灰岩的声发射突变波形有延迟现象发生。使用小波和小波包分析方法对采集到的声发射波形数据做波形变换与逆变换,通过阈值选择去噪的方法,得到了有效的石灰岩突变波形曲线,而且对石灰岩峰值破裂时的声发射波形做了突变识别,并对声发射波形的趋势变化特征做了分析。通过对石灰岩的室内三轴加载及声发射特性试验研究,可为山阳县S203公路高陡边坡现场的监测、评估和预警应用提供参考依据。