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【第251讲】何满潮《滑坡地质灾害监测预报及控制对策》内容精粹

发布者: 网站管理员   发布时间: 2014-12-18

滑坡地质灾害监测预报及控制对策

何满潮

2014123日)

[主讲人简介]

何满潮,中国科学院院士,博士,教授职称,硕、博士生导师。1981年本科毕业于长春地质学院工程地质专业,师从谭周地教授并于1985年获得硕士学位。1989年毕业于中国矿业大学(北京)力学系,获工程力学博士学位。现任中国矿业大学教授,深部岩土力学与地下工程国家重点实验室主任,兼任中国岩石力学与工程学会副理事长、软岩工程与深部灾害控制分会理事长。国家杰出青年科学基金获得者,国家级有突出贡献的中青年专家,国家百千万人才工程第一、二层次入选者。主要从事深部岩体力学与工程灾害控制研究,建立了以软岩变形力学机制为核心的软岩工程岩体力学理论与支护技术方法。

 

[核心内容]

国际上形成一个共识,即在讨论滑坡、地震等地质灾害时,侧重强调其预测的重要性。中国的矿业发展需要更加安全的理论引导,为减小矿塌事故,滑坡灾害监测具有非常重要的作用。随着最新技术的不断应用,滑坡灾害预测预报的技术水平有所提高,但仍难以实现准确预报。因此,要超前预报滑坡灾害,必须找到滑坡发生的超前信息。

作为一个天然的力学系统,滑坡发生与否决定于“下滑力”和“抗滑力”之间的平衡状态变化。而滑坡过程是由渐变增加到最终破坏的过程,“超前剪切滑动力”(超前滑动力),即滑动前的剪切滑动力变化可以作为预测滑坡的充分必要条件。通过超前滑动力的实时监测就可以预报滑坡的发生。该系统的先进之处在于抓住了边坡失稳的本质特征,通过对摄动力的实时监测,继而计算出滑坡体下滑力的大小,实现了从“现象监测”到“本质监测”的飞跃。

基于上述下滑力监测原理,我们建立了滑坡过程模拟试验系统,来监测滑动力与表面位移的关系。结果表明,滑坡地质灾害发生之前,边坡岩体内应力会连续发生变化。当滑动力大于岩土体的抗滑力后,会发生变形和滑动,其应力变化超前于表面位移的发生,捕捉边坡岩体内应力的变化优于对岩体位移的监测。由超前滑动力的变化曲线可以看出,超前滑动力是由最初的常量值逐渐增大到达一个峰值,超前滑动力超过峰值后滑体开始滑动破坏。

滑坡监测预报的关键就是掌握下滑力相对于抗滑力的变化动态。而滑坡力学系统作为一个“天然力学系统”,无法直接对其超前滑动力进行监测,必须采用一定的技术,将其转变成为“天然力学系统”与“人为力学系统”相结合的“可测力学系统”。

摄动监测的原理就是采用“穿刺摄动”技术,把锚索穿过滑面,施加一个小的预应力扰动,力学上称之为“摄动力”。这时摄动力已参与到滑坡力学系统中,这样就可以推导摄动力和滑动力之间的函数关系,从而反映超前滑动力的变化。通过大量现场试验和理论分析,我们确定出4种基本预警模式,为滑坡预警预报提供参考。目前,滑坡地质灾害远程监测系统已经在全国7个地区102个点进行了智能远程监测。

 

 

[经典语录]

滑坡其实是滑体沿着滑面在滑床上运动的一种灾害运动形式。本质是下滑力和抗滑力这对矛盾力学量之间的运动。当下滑力为主要因素时,就发生滑动;当下滑力为次要因素时,滑坡就稳定。滑坡监测预报的关键就是掌握下滑力相对于抗滑力的变化动态。

 

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