基于声像监测边坡危岩崩塌现场试验研究

摘要

为有效预测和防范广西壮族自治区公路边坡危岩崩塌风险，开展边坡单体危岩和群体危岩崩塌启动现场试验研究。该文基于微震-视频监测，用PyCharm代码抽帧图像，利用Matlab处理微震监测信号并进行时域波形绘制，通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)和连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)分别得到微震信号的频谱图和时频图。结果表明，在启动机制上，危岩崩塌启动机制的主控因素在于危岩重心发生偏移，危岩与坡面(或母岩)间的黏结力下降，边坡危岩整体下滑力增大且超过抗滑力极限。其中危岩与坡面(或母岩)间的黏结力下降为滑移式与倾倒式崩塌的共有启动机制，危岩重心发生偏移主要为倾倒式崩塌的启动机制，危岩整体下滑力增大且超过抗滑力极限主要为滑移式崩塌的启动机制。同时可将这3类主控因素作为实际边坡危岩崩塌启动机制的判断标准之一。在前兆特征上，危岩崩塌前，宏观上出现局部掉块与小型岩崩等前兆现象，变形监测中位移出现突变和陡增现象，微震信号多出现于中低频带中，且主频带较宽，同时中高幅值、高能量信号占比较多。因此当综合前兆特征中多个单一前兆特征同时出现时，可作为实际边坡危岩发生崩塌的判断标准之一。提出一种危岩崩塌孕育过程全天候、非接触式联合监测的方法，即微震与视频融合的声像监测技术，可实现边坡危岩崩塌孕育过程中的早期特征识别，以及崩塌灾害闻其声、见其形的综合研判与精准预警，进而促进了实际工程中危岩崩塌应用微震与视频监测预警技术的联合发展。

关键词

边坡 / 危岩崩塌 / 声像监测 / 微震 / 启动机制 / 前兆特征