基于固有频率的坠落危岩体稳定系数计算模型研究 被引量：7

1

作者 张晓勇 谢谟文 +3 位作者 张磊 杜岩 刘卫南 高世崇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期585-593,共9页

坠落危岩体的稳定系数受后缘裂隙深度控制,而常规的静力学计算方法无法实时追踪裂隙深度的动态变化,如何实现实时获取当前危岩稳定系数仍是亟需解决的问题。基于修正Timoshenko梁理论建立岩梁动力学方程,将基岩与危岩体之间的关系比拟... 坠落危岩体的稳定系数受后缘裂隙深度控制,而常规的静力学计算方法无法实时追踪裂隙深度的动态变化,如何实现实时获取当前危岩稳定系数仍是亟需解决的问题。基于修正Timoshenko梁理论建立岩梁动力学方程,将基岩与危岩体之间的关系比拟为半无限空间地基与基础的关系,进而基于动力基础半空间理论得到基岩对危岩体的动力学约束边界,结合约束边界条件及动力学方程通解推导得到危岩体固有频率解析解,建立固有频率与危岩体后缘裂隙深度之间的定量关系。基于固有频率与危岩体后缘裂隙深度关系,建立基于固有频率的动力学稳定系数计算模型。为验证算法正确性,将理论计算值与室内试验值进行对比,不同裂隙深度条件下一阶固有频率误差最大为3.3%,充分说明了危岩体固有频率算法的合理性与有效性。算法应用于宝泉抽水蓄电站,通过对常时微动的测量成功获取危岩体固有频率值,经过计算获得当前危岩体后缘裂隙深度,并计算得到当前危岩体稳定系数,实践证明,危岩体的固有频率具有可测性,为实现崩塌自动化监测提供理论借鉴,具有理论及市场前景。 展开更多

关键词 岩石力学 危岩体 稳定系数 修正Timoshenko梁理论 动力基础半空间理论 固有频率 常时微动

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基于三维点云的边坡岩体结构面提取方法与应用 被引量：6

2

作者 郭登上 谢谟文 +2 位作者 刘卫南 贺铮 熊娟 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第5期197-202,共6页

结构面在空间上的展布是岩体稳定性的重要影响因素,为解决传统结构面调查风险高、效率低,一般智能识别方法不适用于结构面发育破碎区的问题,基于三维激光点云数据,提出了一种精准、简便提取结构面并获取其产状信息的方法。首先,基于局... 结构面在空间上的展布是岩体稳定性的重要影响因素,为解决传统结构面调查风险高、效率低,一般智能识别方法不适用于结构面发育破碎区的问题,基于三维激光点云数据,提出了一种精准、简便提取结构面并获取其产状信息的方法。首先,基于局部邻域熵函数最小准则改进了点云主成分分析算法,获取点云法向量信息;然后,利用区域生长算法对点云法向量夹角及曲率阈值进行分析,识别出了结构面;最后,通过法向量坐标转化获取结构面产状信息并对其进行分组。以青海黄藏寺某裂隙岩体为例,现场识别测试结果表明,该方法可以精准、简便地提取岩体结构面产状信息。 展开更多

关键词 岩体结构面 产状信息 三维激光点云 PCA算法 区域生长算法

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基于固有频率的错断式坠落危岩体稳定系数计算模型 被引量：2

3

作者 张晓勇 谢谟文 +3 位作者 张磊 杜岩 高世崇 李双全 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页

错断式坠落危岩体的安全稳定程度受后缘裂缝深度控制,基于静力学的稳定系数计算可得到后缘裂隙深度临界值,但静力学计算方法无法得到裂隙深度的实时变化。基于修正Timoshenko梁建立岩梁动力学方程,结合动力基础半空间理论对岩梁的约束... 错断式坠落危岩体的安全稳定程度受后缘裂缝深度控制,基于静力学的稳定系数计算可得到后缘裂隙深度临界值,但静力学计算方法无法得到裂隙深度的实时变化。基于修正Timoshenko梁建立岩梁动力学方程,结合动力基础半空间理论对岩梁的约束刚度及边界条件做深入分析,得到不同裂缝深度条件下危岩体固有频率理论解析。基于数值计算验证固有频率算法的正确性,并得出结论:随裂隙深度增大,固有频率不断降低,固有频率对危岩体后缘裂隙深度变化较为敏感,根据危岩体的固有频率值可反算危岩体后缘裂隙深度。基于固有频率与危岩体后缘裂隙深度之间的关系建立错断式坠落危岩体稳定系数计算模型,并采用室内试验进行验证,得出结论:危岩体固有频率与其后缘裂隙深度近似为负线性相关。基于固有频率的错断式坠落危岩体稳定系数计算模型可为危岩体自动化监测提供有益借鉴。 展开更多

关键词 错断式坠落危岩体 稳定系数 修正Timoshenko梁理论 动力基础半空间理论 固有频率

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微芯桩监测技术在黄河丁坝根石走失预警中的应用

4

作者 栗铭阳 张宝森 +2 位作者 孟昱含 高宇翔 赵启新 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第10期138-141,共4页

黄河下游丁坝根石走失问题频发,传统监测方法成效有限。为提高根石走失预警的准确性和科学性,创新性地将微芯桩监测设备应用在黄河神堤控导工程13#、14#、15#、20#坝,监测根石走失情况以及坝体倾斜角度、振动冲击合加速度等变化情况。... 黄河下游丁坝根石走失问题频发,传统监测方法成效有限。为提高根石走失预警的准确性和科学性,创新性地将微芯桩监测设备应用在黄河神堤控导工程13#、14#、15#、20#坝,监测根石走失情况以及坝体倾斜角度、振动冲击合加速度等变化情况。微芯桩监测系统利用物联网一体化感知技术,通过感知终端实现对水下根石运行状态的24 h全天候监测。应用情况表明,丁坝基础石料在水流或者外力作用下产生滑移,使丁坝发生轻微的位移、倾斜或振动时,微芯桩能灵敏地捕捉到这些指标信息,监测精度较高。 展开更多

关键词 丁坝 根石 微芯桩 监测预警 黄河神堤控导工程

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基于智能传感器与雷达联合的露天边坡变形监测方法

5

作者 肖兵 王家伟 +4 位作者 黄月军 徐乐 杨日 李佳豪 刘焕通 《智能矿山》 2024年第6期88-93,共6页

地基合成孔径雷达具有不受外界环境影响,可对某一固定区域全天时实时监测及监测范围广等特点,但单一的位移监测手段不能完整地描述边坡稳定性状态和发展趋势。因此提出采用微动智能传感装置与地基合成孔径雷达相结合的手段进行监测,将... 地基合成孔径雷达具有不受外界环境影响,可对某一固定区域全天时实时监测及监测范围广等特点,但单一的位移监测手段不能完整地描述边坡稳定性状态和发展趋势。因此提出采用微动智能传感装置与地基合成孔径雷达相结合的手段进行监测,将位移与振动特征监测数据相结合,探讨一种动、静结合的露天矿边坡变形监测方法,提升边坡管理水平,保障露天矿安全生产。 展开更多

关键词 智能传感器 地基合成孔径雷达 外界环境影响 位移监测 全天时 振动特征 监测范围 实时监测

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基于多时域指标的危岩体崩塌安全评价模型研究 被引量：4

6

作者 陈晨 谢谟文 +2 位作者 孙广存 于忠宝 熊娟 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第4期45-49,共5页

危岩体崩塌的发生往往带来极大的经济损失、人员伤亡和不良的社会影响,而传统的极限平衡等方法难以形成可应用于工程现场的安全评价技术。依据危岩体崩塌过程的特征变化,采用振动信号多时域指标来评价危岩体的安全性是一种新的技术手段... 危岩体崩塌的发生往往带来极大的经济损失、人员伤亡和不良的社会影响,而传统的极限平衡等方法难以形成可应用于工程现场的安全评价技术。依据危岩体崩塌过程的特征变化,采用振动信号多时域指标来评价危岩体的安全性是一种新的技术手段。首先,通过对危岩体崩塌全过程进行室内试验研究,借助多普勒激光测振仪获取岩体振动时域信息;然后,引入振动方差、轨迹历程、斜度等多个时域指标进行安全评价模型的构建。研究表明,多时域指标的安全评价模型可准确判断岩体稳定状态,且能够提前约60 s进行岩体崩塌早期预警。此外,比较多时域指标变化与危岩体崩塌全过程发现,多时域指标变化的同步性可反映危岩体稳定状态变化的不同阶段,为识别随机振动信息提供了判据,也为人工早期干预提供了指导。提出的危岩体安全评价模型为危岩体崩塌过程机理研究提供了新的思路。 展开更多

关键词 危岩体崩塌 时域指标 多普勒激光测振仪 安全评价模型 早期预警

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应用微芯桩传感器的拉裂型边坡危岩体临崩倾斜变形特征现场实测研究

7

作者 贺铮 谢谟文 +3 位作者 吴志祥 赵晨 孙广存 徐乐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3399-3415,共17页

边坡危岩体崩塌的监测预报一直是地质灾害防灾研究的重点和薄弱环节。基于微电子机械系统(micro-electromechanical system,简称MEMS)技术构建了危岩体微小倾斜角度与强振加速度的“采集-计算-传输”机制,研制了微芯桩传感器,实现了危... 边坡危岩体崩塌的监测预报一直是地质灾害防灾研究的重点和薄弱环节。基于微电子机械系统(micro-electromechanical system,简称MEMS)技术构建了危岩体微小倾斜角度与强振加速度的“采集-计算-传输”机制,研制了微芯桩传感器,实现了危岩体的低功耗长期监测。通过拉裂型危岩体崩塌现场实测分析,发现了拉裂型危岩体具有倾斜变形加速并伴随强振动频次、幅值增加的崩塌前兆。探明了临崩加速倾斜阶段累计倾斜变形量与倾斜变形速率之间具有显著指数关系,且倾斜速率倒数与距离崩塌时长具有线性相关性,进而建立了“倾斜速率倒数法”崩塌时间预测模型,形成了基于MEMS倾斜角度传感数据特征的预测模型实时应用算法流程。研究成果可对崩塌灾害的监测预警产生积极的促进作用。 展开更多

关键词 拉裂型危岩体 倾斜变形 崩塌预测模型 崩塌前兆 MEMS技术 微芯桩

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基于SBAS技术的露天煤矿地表沉降监测与分析

8

作者 耿昊 樊新杰 +3 位作者 赵宇 王开华 祁凯宁 唐彦超 《建井技术》 2024年第2期34-41,共8页

煤炭是一种重要的能源,在国家经济发展中起到了重要作用。为了减少煤炭开采后地面沉降带来的负面影响,对矿区地面进行监测,并研究其地面沉陷的规律是十分必要的。合成孔径雷达干涉测量技术具有全时段监测,成像不受气候影响,监测范围广... 煤炭是一种重要的能源,在国家经济发展中起到了重要作用。为了减少煤炭开采后地面沉降带来的负面影响,对矿区地面进行监测,并研究其地面沉陷的规律是十分必要的。合成孔径雷达干涉测量技术具有全时段监测,成像不受气候影响,监测范围广等特点,相比传统监测方法优势明显。基于胜利一号露天煤矿15景Sentinel-1A影像数据,采用小基线子集方法(SBAS),对胜利一号露天煤矿进行多时相监测,获得矿区2022年10月—2023年3月时间段内地面沉降区域的分布和变化趋势。并对SBAS监测结果进行了实地勘察验证,证明了SBAS技术应用于矿区地面沉降监测的可靠性。 展开更多

关键词 矿区 地面沉降 哨兵-1A影像 SBAS技术

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悬臂式危岩体振动特征研究

9

作者 高世崇 谢谟文 +2 位作者 张晓勇 黄正均 范思思 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2023年第6期147-153,共7页

悬臂式危岩体的稳定程度受后缘裂隙深度控制,危岩后缘裂隙深度的判定是静力学无法解决的问题。将悬臂式危岩体概化为悬臂梁模型,基于修正的Timoshenko梁理论建立岩梁动力学方程,结合动力基础半空间理论对岩梁的边界约束条件及阻尼条件... 悬臂式危岩体的稳定程度受后缘裂隙深度控制,危岩后缘裂隙深度的判定是静力学无法解决的问题。将悬臂式危岩体概化为悬臂梁模型,基于修正的Timoshenko梁理论建立岩梁动力学方程,结合动力基础半空间理论对岩梁的边界约束条件及阻尼条件做深入分析,得到不同裂隙深度条件下危岩体固有频率的解析算法。通过室内试验对算法合理性进行验证,得出结论:(1)危岩体固有频率与其后缘裂隙深度呈非线性负相关,二者呈一一对应关系,可根据固有频率值对裂隙深度进行反算;(2)理论计算结果与室内试验结果吻合度较高,充分说明所提出的算法的合理性,该算法可实现危岩体不同裂缝深度的固有频率定量计算,为实现边坡崩塌监测预警提供了理论依据. 展开更多

关键词 悬臂式危岩体 动力基础半空间理论 固有频率 裂缝深度 解析算法

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基于Sentinel-2影像的棉花早期识别方法研究

10

作者 张也 罗晓琴 +1 位作者 文晓辉 曹淑敏 《中文科技期刊数据库（全文版）自然科学》 2023年第4期131-136,共6页

以新疆阿克苏地区沙雅县为例,探讨了基于Sentinel-2 高分辨率遥感影像的棉花早期识别方法。选用支持向量机、随机森林和遥感指数等三种方法,分别对2021年5月的沙雅县Sentinel-2影像进行棉花分类提取研究,对三种方法的分类结果精度、运... 以新疆阿克苏地区沙雅县为例,探讨了基于Sentinel-2 高分辨率遥感影像的棉花早期识别方法。选用支持向量机、随机森林和遥感指数等三种方法,分别对2021年5月的沙雅县Sentinel-2影像进行棉花分类提取研究,对三种方法的分类结果精度、运算速度、可操作性等方面进行对比分析。结果表明,三种方法均可实现对沙雅县棉花的早期识别,且总体精度均高于85%。支持向量机模型的分类结果总体精度和棉花的生产者精度最高,遥感指数法总体精度最低,但棉花的用户精度最高;遥感指数法在运算速度方面有独特优势,而支持向量机的运算速度较慢;支持向量机和随机森林的方法均需训练样本,而遥感指数法在阈值的确定上对数据处理人员的经验有较高要求。将遥感指数法应用于新疆15个县棉花投保地块的早期验证,取得良好效果。 展开更多

关键词 Sentinel-2 棉花早期识别 支持向量机 随机森林 遥感指数法

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大型危岩体崩塌灾害早期监测预警技术研究综述 被引量：1

11

作者 杜岩 张洪达 +3 位作者 谢谟文 蒋宇静 李双全 刘敬楠 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期10-23,共14页

作为中国常见的一种地质灾害,大型危岩崩塌成因复杂、分布范围广、隐蔽性和突发性强、危害性大,其早期预警一直难以实现。通过总结岩体崩塌灾害失稳机理与预警模型可知,开展岩桥结构面损伤识别及静力学-动力学-环境量参量(SDEI)的综合... 作为中国常见的一种地质灾害,大型危岩崩塌成因复杂、分布范围广、隐蔽性和突发性强、危害性大,其早期预警一直难以实现。通过总结岩体崩塌灾害失稳机理与预警模型可知,开展岩桥结构面损伤识别及静力学-动力学-环境量参量(SDEI)的综合性监测技术研究是实现大型危岩体崩塌灾害早期监测预警的关键所在,而基于分离破坏前兆识别的早期预警机制研究是提高崩塌灾害预警时效性的有效手段之一。随着微机电系统与云边融合技术的发展,在未来有望形成一套稳定性动态评价、失稳工况预测与失稳时间预测模型实时联动的多元预警新范式。与此同时,还需通过不断丰富大型危岩崩塌等脆性破坏灾害预警技术体系,实现危岩体预警等级、稳定性状态、失稳工况、失稳时间的实时分析,进而有效解决大型危岩体崩塌灾害科学精准防控与智慧化应急决策的双重难题。最后,针对目前崩塌灾害早期监测预警研究中存在的技术瓶颈问题,提出具体的发展策略与应对措施,以期为中国地质灾害高风险区更好地应对大型危岩体崩塌灾害提供一些参考。 展开更多

关键词 崩塌 早期预警 大型危岩体 脆性破坏灾害 监测指标体系

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滑坡体失稳监测与安全评价——评《岩质边坡稳定评价与安全治理》

12

作者 张鑫鹏 莫中平 刘科 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4116-4116,共1页

滑坡体失稳是一项重大的地质灾害,为了减少灾害损失,更好地保障人民群众的生命财产安全,应当加强对滑坡体失稳的监测与安全评价。《岩质边坡稳定评价与安全治理》一书共分为九章,内容涵盖了岩质边坡稳定性评价与安全治理的多个方面。第... 滑坡体失稳是一项重大的地质灾害,为了减少灾害损失,更好地保障人民群众的生命财产安全,应当加强对滑坡体失稳的监测与安全评价。《岩质边坡稳定评价与安全治理》一书共分为九章,内容涵盖了岩质边坡稳定性评价与安全治理的多个方面。第1章为绪论,介绍了岩质边坡与滑坡灾害的基本概念、失稳特征与影响因素、稳定性分析与评价方法以及综合治理措施。第2至8章分别详细探讨了岩体结构与边坡稳定特征、岩体结构面抗剪强度参数估算、岩质边坡可靠性分析与三维稳定评价、岩质边坡强度劣化与失稳机理、岩质边坡补强加固机理与稳定提升技术、岩质边坡块体失稳风险与综合治理等关键技术和理论。第9章为结论与展望,总结了本书的主要结论和创新点,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 稳定性分析与评价 地质灾害 滑坡灾害 岩体结构 安全评价 安全治理 抗剪强度参数 稳定评价

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基于《水利水电工程边坡安全监测三维可视化分析理论方法及应用》探讨白鹤滩水电站金江滑坡体监测预警

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作者 任大春 段杭 +1 位作者 熊娟 赵翔 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第12期I0005-I0005,共1页

金沙江白鹤滩水电站位于四川凉山州与云南昭通市交界处,是目前全球在建规模最大、单机容量最大、装机规模第二大的水电站,也是我国西电东送战略的重要工程项目。由于地质条件复杂,因此白鹤滩水电站的建设技术难度非常高,很多主要技术指... 金沙江白鹤滩水电站位于四川凉山州与云南昭通市交界处,是目前全球在建规模最大、单机容量最大、装机规模第二大的水电站,也是我国西电东送战略的重要工程项目。由于地质条件复杂,因此白鹤滩水电站的建设技术难度非常高,很多主要技术指标位居世界第一,在工程建设期间,库岸边坡的稳定性是其遇到的主要工程地质问题之一。 展开更多

关键词 白鹤滩水电站 水利水电工程 装机规模 库岸边坡 在建规模 单机容量 工程建设 方法及应用

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