论文部分内容阅读
在边坡施工及运维过程中,边坡上危岩块体破坏失稳给工程带来巨大安全隐患。边坡危岩块体的失稳破坏取决于岩体主控结构面的状况,随着主控结构面的张开而主控结构面强度下降,边坡危岩块体发生失稳而产生崩塌,其失稳多表现为突发性崩塌破坏,突发前无明显位移特征,现有的位移、应力应变等监测方法难以满足边坡危岩块体监测预警的目的。边坡危岩块体与基座的粘结程度与边坡危岩块体稳定性密切相关,边坡危岩块体的动力特征参数会随着边坡危岩块体与基座的粘结程度而变化,因此边坡危岩块体的动力特征参数与边坡危岩块体稳定性关系提供一种新的边坡危岩块体快速识别、稳定性评价及安全监测预警方法。本文进行边坡危岩块体动力特征参数与其安全性相关的理论研究、室内实验研究及应用研究,建立边坡危岩块体稳定性与动力特征参数关系模型,基于该模型实现边坡危岩块体快速识别、稳定性评价及实时在线监测预警。以下是本文主要研究内容。(1)基于边坡危岩块体典型破坏模式和动力特征对边坡危岩块体进行动力特征分类,基于该分类,通过理论推导建立边坡危岩块体动力特征模型。(2)以不同粘结面积、不同质量的岩块体进行室内实验,验证边坡危岩块体动力特征模型的正确性。(3)通过室内实验进一步研究边坡危岩块体动力特征参数与边坡危岩块体粘结面积之间关系。(4)基于极限平衡法及边坡危岩块体动力特征与边坡危岩块体粘结面积之间关系,建立边坡危岩块体安全系数与固有振动频率之间定量关系模型,同时建立边坡危岩块体安全系数与边坡危岩块体粒子轨迹、阻尼比及固有振动频率对应速度极值等动力特征之间定性关系。(5)基于边坡危岩块体安全系数与其动力特征之间关系,建立基于激光测振方法的边坡危岩块体快速识别系统和基于无线测振的边坡危岩块体实时在线监测系统,实现边坡危岩块体现场快速识别及实时在线监测预警。(6)以白河堡水库两岸的边坡危岩块体为试验对象,采用激光测振仪实现边坡危岩块体远程非接触式快速识别,找到潜在的边坡危岩块体。基于无线振动传感器和物联网平台,实现潜在边坡危岩块体实时在线监测,实时在线完成边坡危岩块体稳定性评价与安全预警,验证边坡危岩块体快速识别系统及实时在线预警监测系统可行性。