›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (8): 2284-2290.doi: 10.16285/j.rsm.2015.08.022

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于自振频率的监测预警指标确定方法

杜 岩1, 2,谢谟文1,蒋宇静3,李 博2,高 阳4   

  1. 1.北京科技大学 土木与环境工程学院,北京 100083;2.长崎大学 工学研究科,日本 长崎 852–8521; 3.山东科技大学 矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590; 4.石家庄铁道大学 大型结构健康诊断与控制研究所,河北 石家庄 050043
  • 收稿日期:2014-03-18 出版日期:2015-08-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 谢谟文,男,1965年生,教授,博士生导师,主要从事地质灾害、GIS与遥感应用及信息系统开发、环境岩土工程和防灾减灾的研究及教学工作。E-mail: mowenxie@126.com E-mail:mutulei@163.com
  • 作者简介:杜岩,男,1985年生,博士,主要从事岩土工程和土木工程防灾减灾方面的研究工作
  • 基金资助:
    北京科技大学“创新人才培养”项目资助(No. USTB201309FX)。

Methods for determining early warning indices Based on natural frequency monitoring

DU Yan1, 2, XIE Mo-wen1, JIANG Yu-jing3, LI Bo2, GAO Yang4   

  1. 1. School of Civil and Environmental Engineering, University of Science & Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Department of Civil Engineering, Nagasaki University, Nagasaki 852–8521, Japan; 3. State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China; 4. Structural Heath Monitoring and Control Institute, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei 050043, China
  • Received:2014-03-18 Online:2015-08-11 Published:2018-06-13

摘要: 强震、极端气候条件和人类活动是滑坡发生的主要诱发因素。这些强扰动会使滑坡的物理参数和软弱结构面力学参数发生变化,从而影响滑坡的有效预警。在监测中如何直接有效分析滑坡在地震及降雨作用下力学参数的变化,是工程中亟需解决的一大难题。提出了地震等强扰动作用下一种新的识别滑坡安全指标的快速评价方法;运用激光测振技术,测定滑坡等不良地质体的自振频率;根据结构动力学理论,基于测得的自振频率,可定量反映出内部结构参数变化。根据简化的滑坡体模型,模拟滑坡在地震或强降雨等条件下潜在滑移面的抗滑应力损失。结果表明:由自振频率可以得到滑坡在受到较大扰动情况下的应力折减系数等监测指标;非接触式的快速监测能快速实现对滑坡体的评价。激光测振技术将会在防灾、减灾和抢险救灾等工程实际中发挥重要作用。

关键词: 自振频率, 滑坡, 激光, 稳定性分析, 监测预警

Abstract: Strong earthquakes, extreme weather conditions and human activities are among the major factors triggering landslides. These strong disturbances can change the physical properties of the landslides and the mechanical properties of the weak surfaces, which are responsible for the failure of the early warning. A new method is examined for quickly evaluating the safety of the landslides after a disturbance, such as an earthquake. The natural frequency of harmful geological structures are measured using the laser measurement technology. The measured natural frequency can quantitatively reflect the parameters of the internal structure. Using the simplified model of the landslide body, the stress loss of the slope surface due to an earthquake or heavy rain can be determined. The experimental results show that the natural frequency can be used to infer the monitoring indices such as the stress loss coefficient when the landslide subjected to a large disturbance. Rapid and remote monitoring can be effectively used to quickly evaluate a landslide. The laser vibration technology will play an important role in disaster prevention and disaster mitigation in the engineering practice.

Key words: natural frequency, landslide, laser, stability analysis, monitoring and early warning

中图分类号: 

  • TU 42
[1] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[2] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[3] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[4] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[5] 聂秀鹏, 逄焕平, 孙志彬, 谢松梅, 侯超群. 三维加筋边坡地震稳定性上限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3483-3492.
[6] 黄晓虎, 雷德鑫, 夏俊宝, 易武, 张鹏, . 降雨诱发滑坡阶跃型变形的预测分析及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3585-3592.
[7] 邓茂林, 易庆林, 韩蓓, 周剑, 李卓骏, 张富灵, . 长江三峡库区木鱼包滑坡地表变形规律分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3145-3152.
[8] 陈建功, 李 会, 贺自勇, . 基于变分法的均质土坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2931-2937.
[9] 余国, 谢谟文, 胡庆忠, 靳玉鹏, . 基于GIS的库岸滑坡滑速计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2781-2788.
[10] 赵久彬, 刘元雪, 刘娜, 胡明, . 海量监测数据下分布式BP神经网络区域 滑坡空间预测方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2866-2872.
[11] 王翔南, 李全明, 于玉贞, 喻葭临, 吕禾, . 基于扩展有限元法对土体滑坡破坏过程的模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2435-2442.
[12] 杨宗佶, 蔡 焕, 雷小芹, 王礼勇, 丁朋朋, 乔建平, . 非饱和地震滑坡堆积体降雨破坏水-力 耦合行为试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1869-1880.
[13] 裴向军, 朱 凌, 崔圣华, 张晓超, 梁玉飞, 高会会, 张子东. 大光包滑坡层间错动带液化特性及 滑坡启动成因探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1085-1096.
[14] 张珂, 王海军, 任然, 汤雷, 郁舒阳, 刘鑫娜, 顾浩, . 基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4731-4739.
[15] 张龙飞, 吴益平, 苗发盛, 李麟玮, 康田. 推移式缓倾浅层滑坡渐进破坏力学模型 与稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4767-4776.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 黄建华,宋二祥. 大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究[J]. , 2009, 30(11): 3372 -3378 .
[3] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[4] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[5] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[6] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[7] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[8] 刘 嘉,王 栋. 正常固结黏土中平板锚基础的吸力和抗拉力[J]. , 2009, 30(3): 735 -740 .
[9] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[10] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .