危岩崩塌灾害动力学监测预警系统及工程应用

摘要

危岩崩塌灾害具有分布广、频率高以及突发特性，是三大地质灾害中最难监测预警的灾害之一.目前基于宏观位移的监测方法难以满足危岩崩塌早期预警的需求，本文提出基于牛顿第二定律的边坡动力学新理论和微芯智能监测预警新技术，形成了“技术+管理”的突发岩土灾害态势感知与防灾减灾新模式.从危岩崩塌失稳动力学理论、监测预警技术、关键问题讨论和应用前景与案例四个方面进行分析论述.首先，突破传统极限平衡理论提出基于牛顿第二定律的边坡动力学理论，并基于危岩体概化的单摆质子模型，构建了可反映危岩非线性破坏特征的脱离程度的动力稳定评价方法.其次，提出了静力学、动力学、运动学和环境量的“四位一体”监测指标体系，并在动力学智能传感装备云边融合等技术基础上，提出了技术监测和工程管理相结合的危岩崩塌灾害防治思想.最后，对动力学监测预警系统的后续研究方向进行了展望，并借助库区岩质边坡、矿山边帮岩体开展了应用效果分析，为突发性脆性灾害的科学防控研究提供参考.

关键词

危岩崩塌 / 早期预警 / 防灾减灾 / 动力学理论 / 微芯传感

基金资助

国家重点研发计划资助项目（2023YFC3081400）; 国家自然科学基金资助项目（42477167）