導航：安全管理網(wǎng)>> 培訓課件>> 其他>>正文

滑坡災(zāi)變預測與安全保障新技術(shù)

文檔作者：張永興		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年02月19日
下載地址：點擊這里	文件大小： 14.16 MB 共53頁	文檔格式： PPT	下載點數(shù)： 23 點（VIP免費）

全屏查看

部分內(nèi)容預覽 [文件共53頁]

本文件共53頁，只能預覽部分內(nèi)容，查看全部內(nèi)容需要下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?4.16 MB 共53頁文件格式：PPT 下載點數(shù)：23 點（VIP會員免費）

上一篇：假期出行安全防護指南

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

2008重慶市工程勘察與地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
研討會學術(shù)報告
  滑坡災(zāi)變預測與安全保障新技術(shù)
報告人 張 永 興 
2009、1、12   重慶
1、概  論 
2、滑坡災(zāi)變智能預測
3、支護結(jié)構(gòu)的健康診斷
4、錨固失效對邊坡穩(wěn)定性的影響
5、邊坡巖土錨固安全性評價指南
提   綱
 1、概    論 
 造 
福
研究意義
支擋結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形成滑坡對城市及基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生直接威脅
 災(zāi)

難
研究意義
研究意義
技術(shù)路線
滑坡災(zāi)變預測與安全保障新技術(shù)
無支護結(jié)構(gòu)的滑坡預測
支護結(jié)構(gòu)的健康診斷和安全保障技術(shù)研究
滑坡災(zāi)變預測模型研究
滑坡災(zāi)變判據(jù)研究
滑坡災(zāi)變示范區(qū)災(zāi)變預測
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)損傷診斷理論研究
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)探傷及質(zhì)量診斷研究
錨固失效對邊坡穩(wěn)定性的影響分析
邊坡綜合處治技術(shù)及其在工程的應(yīng)用
總結(jié)與推廣應(yīng)用
2、無支護結(jié)構(gòu)的
    滑坡預測
 選擇萬州區(qū)吳家灣滑坡為示范區(qū)
吳家灣滑坡的穩(wěn)定性也直接影響到三級臺階上的萬州火車西站場地 
三峽水庫蓄水后滑坡體將有二分之一被庫水淹沒。 
圖1　現(xiàn)場剪切試驗
表1　示范區(qū)滑坡力學參數(shù)研究成果表
極限平衡法
計算方案（工況）為：
（I）  自重力＋荷載＋暴雨（現(xiàn)狀）；
（II）自重力（水下）＋荷載＋暴雨＋175m三峽庫水位；
（III）自重力（水下）＋荷載＋暴雨＋175m水位陡降至145m；
（IV）?自重力（水下）＋荷載＋暴雨＋175m水位+地震
（V）?自重力＋暴雨＋庫水陡降時（按庫水0.82m/d，地下水下降0.10m/d計）動水壓力（庫水位從175m降至145m）＋地震力＋荷載。(基本上不可能出現(xiàn)的情況)
  I             II             III            IV            V             VI
吳家灣滑坡隨條件變化其穩(wěn)定系數(shù)的降低曲線

FLAC模擬
有限元模擬
滑坡智能集成預 報 模 型

GIS綜合信息管
理與評價系統(tǒng)
數(shù)據(jù)信息交換
滑坡計算智能
集成預報方法
滑坡模糊綜合
信息預 報 判 據(jù)
地表環(huán)境信息
地質(zhì)環(huán)境信息
氣象水文信息
力學特征信息
工程活動信息

滑坡成災(zāi)機理
數(shù)值模擬分析

滑坡集成智能預報模型框架
　ANN法：滑坡災(zāi)變預測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
　FIS法：滑坡災(zāi)變預測的模糊邏輯方法
　AN－FIS法：自適應(yīng)神經(jīng)－模糊推理系統(tǒng) 
　GA－ANN法：元胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
滑坡預報的計算智能方法
預報對象

預報模型

預報方法

預報判據(jù)

空間預報

線性回歸模型

統(tǒng)計預測法

聚類分析模型

灰色聚類法

聚類向量擇大

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

ANN法

期望輸出

GIS多因子定量分析模型

逐步篩選綜合系數(shù)法

最佳預測因子

時間預報

齋藤模型

經(jīng)驗公式

應(yīng)變速率

福囿模型

實驗擬合公式

滑坡速度

哈亞稀模型

擬合公式

滑坡速度

位移加速度回歸模型

監(jiān)測曲線回歸方程外推法

位移加速度

勻加速條件時間預報模型

統(tǒng)計方法

位移

灰色Verhulst模型

灰色統(tǒng)計方法

滑體變形功率模型

功能原理

位移峰值

分形時間預測模型

分形理論

位移分維值

非線性動力學模型

反演理論

動力學判據(jù)

Pearl預報模型

統(tǒng)計方法

位移

強度預報

運動機理滑速或滑距模型

運動機理與運動學結(jié)合

滑坡敏感度圖

制圖法

地震滑坡危險度圖

危險度分區(qū)

GIS滑坡災(zāi)害災(zāi)情評估系統(tǒng)

圖形信息一體化

已有滑坡預報方法及判據(jù)一覽
　　計算智能預報模型采用的判據(jù)
　　　　　綜合信息模糊判據(jù)
                    
　　各災(zāi)變因素的權(quán)重由系統(tǒng)通過學習或模糊推理自行確定
滑坡災(zāi)變示范區(qū)及其災(zāi)變預測 
吳家灣滑坡災(zāi)變的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測 
    萬州城區(qū)具有相似形成條件的22個滑坡作為樣本， 11個輸入變量中，定量指標需要進行歸一化，定性指標進行標準化處理，作為輸入樣本。根據(jù)22個滑坡樣本的穩(wěn)定狀況，對照滑坡災(zāi)變判據(jù)，得到相應(yīng)的22個樣本的期望輸出評價矩陣，進行網(wǎng)絡(luò)訓練。
訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，即可進行吳家灣滑坡的穩(wěn)態(tài)識別。 
滑坡災(zāi)變示范區(qū)及其災(zāi)變預測 
吳家灣滑坡災(zāi)變的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測 
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與極限平衡結(jié)果對比分析 
吳家灣滑坡災(zāi)變的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測結(jié)果可與極限平衡結(jié)果是一致的

3、支護結(jié)構(gòu)的健康診斷

錨桿桿側(cè)膠結(jié)體和圍巖共同對錨桿的作用可用沿桿側(cè)分布的彈簧器和阻尼器來等效。 
把桿側(cè)分為n段，其彈性系數(shù)和阻尼系數(shù)分別為  
激勵力     沿錨桿縱軸線方向，且均布于錨桿頂部。 
基本力學模型
完整錨桿：理想情況，錨桿錨固較好，圍巖較   
                      均質(zhì)，可認為沿桿長的彈性系數(shù)和  
                      阻尼系數(shù) 為不變的常數(shù)。
缺陷錨桿：錨桿系統(tǒng)有缺陷的情況，即沿桿長   
                     的彈性系數(shù)和阻尼系數(shù)沿桿長是變 
                     化的。
滑坡－支護系統(tǒng)低應(yīng)變動力學理論研究 
 完整與損傷錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動力響應(yīng)理論 
結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷理論概述  
 
振動診斷的三種方法
直接分析法 
從具有故障結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型出發(fā)，研究故障引起的響應(yīng)變化規(guī)律。但這種數(shù)學模型的建立較為困難的。 
時序分析法 
信號的變化與凝聚，對判別是否有故障特別有效。但由于時序模型中的參數(shù)沒有明確的物理意義，因此很難判斷故障的位置。 
參數(shù)識別法 
直接從測量的輸入輸出信號識別模態(tài)參數(shù)或物理參數(shù)的變化情況，具有很大的方便性。盡管反問題往往不唯一和不確定，但輔以經(jīng)驗判斷，求解結(jié)果工程上是認可的，并隨著現(xiàn)代智能數(shù)學手段的發(fā)展和應(yīng)用，逐漸被人們所接受。 
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
錨桿系統(tǒng)損傷位置的診斷 
 
利用小波變換檢測錨桿損傷位置的原理 
錨桿系統(tǒng)的損傷通常會導致系統(tǒng)的觀測信號發(fā)生變化，利用小波分解變換檢測觀測信號的奇異點就可以檢測出錨桿損傷位置。
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
 
錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的識別
所謂錨桿－圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識別就是依據(jù)已測得的動測信號，提取能表征系統(tǒng)狀態(tài)的特征向量，再利用系統(tǒng)辨識手段估計系統(tǒng)的物理參數(shù)，建立特征向量－物理參數(shù)模型，從而達到對系統(tǒng)進行判別、評價的目的。 
基于小波包分析的錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特征向量的提取 
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
 
錨固質(zhì)量的定量分析方法 
錨桿－圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)錨固質(zhì)量的定量描述 
對于全長錨固的錨桿桿錨固系統(tǒng)而言，其錨固質(zhì)量主要體現(xiàn)在錨桿桿側(cè)膠結(jié)體和圍巖共同對錨桿作用的等效特征參數(shù)的大小。 
錨桿錨固度 
實際錨桿各段錨固情況 
對應(yīng)錨桿各段完整錨固情況 
完全錨固  Q=1
    有缺陷  Q<1
完全失效  Q=0
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
 
完整錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)桿側(cè)剛度系數(shù)的確定 
要確定錨桿的錨固度，需要知道完整錨固狀態(tài)下桿側(cè)的剛度系數(shù)。
錨桿錨固結(jié)構(gòu)系統(tǒng)桿側(cè)動剛度系數(shù)主要取決于圍巖的變形模量（暫且忽略砂漿的影響）
完整錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)桿側(cè)剛度系數(shù)的確定方法 
取不同圍巖變形模量及對應(yīng)的圍巖密度，進行三維有限元模擬，得到不同的動力曲線，然后通過所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)識別，得到不同圍巖條件下的桿側(cè)剛度因子，再根據(jù)根據(jù)錨桿設(shè)計參數(shù)反算剛度系數(shù)。 
不同圍巖條件下桿側(cè)剛度系數(shù)的擬合曲線 
錨固質(zhì)量的定量分析方法 
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
 
錨桿－圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)錨固質(zhì)量的定量分析步驟 
錨固質(zhì)量的定量分析方法 
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
 
錨桿系統(tǒng)無損探傷智能診斷系統(tǒng)的建立
數(shù)字模擬模塊 
信號分析模塊 
人工智能模塊 
根據(jù)錨桿－圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)桿頂動測問題的數(shù)學解，對錨桿桿頂?shù)牡蛻?yīng)變動力響應(yīng)進行了數(shù)值模擬。 
用小波分析方法對信號進行時譜分析，獲得損傷位置、錨桿長度，并提取表征錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特征向量； 
通過建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對錨桿－圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行識別，獲得桿側(cè)剛度系數(shù)的分布情況，并計算錨固度，對錨桿錨固質(zhì)量進行定量評價。 
錨桿系統(tǒng)無損
探傷智能診斷
系統(tǒng)的簡圖 
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究

工程應(yīng)用

根據(jù)對所測五根錨桿反射波形進行本章所述的方法進行結(jié)構(gòu)識別，得到沿桿長的剛度系數(shù)，并計算得到相應(yīng)的錨固度。
       所測五根錨桿得錨固度在78.5%～88.4%之間，說明錨桿的錨固程度是相應(yīng)完整錨桿錨固質(zhì)量的2/3以上。  
現(xiàn)場測試波形。
滑坡－支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 
4、錨固失效對邊坡穩(wěn)定性
    的影響 
室內(nèi)相似模型試驗
單錨失效位置變化、錨力變化對群錨的影響
不同位置單錨、群錨失效對邊坡穩(wěn)定性的影響
坡面設(shè)置格子梁對錨索張力及邊坡穩(wěn)定性的影響
不同錨固方式及無錨試件的比較
有限元數(shù)值模擬
預應(yīng)力錨索支護下的坡體應(yīng)力、應(yīng)變特征
錨索受力特征
錨索失效后其它錨的荷載重分布規(guī)律
主要研究內(nèi)容
錨固失效對邊坡穩(wěn)定性的影響 
    本部分以實體工程作為研究對象，采用室內(nèi)模型試驗，研究不加錨邊坡破壞面形態(tài)；錨失效位置變化、不同位置錨力變化、不同邊坡巖土體變化、邊坡破壞形態(tài)變化等因素對錨固邊坡失穩(wěn)形態(tài)及機理的影響。
工點1 云南保龍高速路邊坡 
實體工程工點 
錨固失效對邊坡穩(wěn)定性的影響 
工點2 向家坡邊坡 
實體工程工點 
邊坡巖體
中等風化砂巖，裂隙較小，可視為均質(zhì)巖體，巖體單軸抗壓強度σp=22.88MPa，彈性模量Eo=10~20GPa，泊松比μ=0.15~0.34，重度γ=24.42kN/m3，c=2.15MPa，φ=39.96°坡角63°
錨索
鋼絞線彈性模量Ep=180GPa，抗拉強度 1860MPa，鎖定荷載（預拉荷載）960kN，鎖定拉應(yīng)力σ=873MPa 
中層滑帶
c=55kPa，φ=26.0o，塊石土重度γ=24.92 kN/m3，滑帶傾角35o
室內(nèi)模型試驗研究
備注：41
試驗裝置
測點位置圖
備注：42
試驗方案
無錨與有錨對比實驗
坡面設(shè)置格子梁對錨索張力及邊坡穩(wěn)定性的影響（同一試件）
坡面設(shè)置格子梁對錨索張力及邊坡穩(wěn)定性的影響（不同試件，不同大小的錨索預應(yīng)力）
錨索無粘結(jié)試件的對比試驗
錨索錨固端解除約束的對比試驗

備注：43
試件	失效原因	失效前(kN)	失效后(kN)	卸荷率(%)
1-2	單錨端頭	45	34	24
1-2	群錨端頭	45	25	44
1-2	群錨斷裂	85	35	59
1-3	1根錨斷裂	105	90	14
1-3	2根錨斷裂	105	85	19
1-3	3根錨斷裂	105	80	24
1-3	群錨（4根）斷裂	105	68	35
2-1	群錨端頭	112	98	12
3-1	1根錨斷裂
2根錨斷裂，2根錨頭松弛	100
120	78
78	22
35
3-2	群錨端頭	111	100	10
3-3	1根錨斷裂
1根錨斷裂，3根錨頭松弛	110
114	93
100	15
12
3-4	3根錨頭松弛，1根錨斷裂	105	42	60
4-1	群錨端頭	104	86	17
5-1	從漿筋界面處脫出	110	90	18
5-2	從漿筋界面處脫出	120	103	14
5-3	從漿筋界面處脫出	80	64	20
錨索失效后坡體承載能力變化
備注：44
邊坡位移和錨索張力的大小與結(jié)構(gòu)面的特征密切相關(guān)，若結(jié)構(gòu)面較光滑，則錨索承擔的下滑力較大，某根錨失效后其它錨間的荷載轉(zhuǎn)移明顯，對邊坡穩(wěn)定性的影響較大，如試件1-2、1-3、3-1。
若結(jié)構(gòu)面有一定的粗糙度，則結(jié)構(gòu)面承擔的下滑力較大，單錨失效后群錨間的荷載轉(zhuǎn)移不明顯，錨失效對邊坡穩(wěn)定性的影響也不大，如試件2-1。
坡面施加格子梁后，格子梁與群錨形成空間承載體系，調(diào)動更大范圍巖土體發(fā)揮自承能力，某根錨索張力損失后，其承擔的荷載轉(zhuǎn)移至格子梁，只要該三維體系能維持，錨失效對邊坡穩(wěn)定性影響不會太顯著，如試件3-2、3-3。
群錨中一旦錨索接連失效導致三維抗力體系變?yōu)槎S體系，邊坡穩(wěn)定性將急劇降低，如試件3-4。
若錨固端約束失效引發(fā)錨索滑脫，則錨索張力和邊坡承載力將降低，端錨應(yīng)力損失和坡面格子梁對穩(wěn)定性的影響甚微，如試件5-1~5-3。
錨索最終能提供的錨固力與其初始預應(yīng)力的大小關(guān)系不大，且應(yīng)與格子梁結(jié)構(gòu)強度相匹配。
根據(jù)坡面約束情況的不同，邊坡承載能力由大到小為：坡面設(shè)格子梁，縱粱，橫粱，無粱。
模型試驗主要結(jié)論
備注：45
錨索失效對邊坡穩(wěn)定性影響的
有限元分析
	單元類型	組	單元數(shù)	幾何尺寸		
下滑體	2D Solid	2D-Planar	569	坡高10m		
上滑體	2D Solid	2D-Planar	202	坡角45°		
錨索	Truss	Rebar	62	索長8.1m	傾角10°	截面積0.01 m2
備注：46
47
Nov, 2008
Chongqing University, Chongqing Communications Research &amp;amp; Design Institute
沿錨索長度方向的軸力分布
接觸反力
備注：47
安全系數(shù)
上排索失效
上、中排索失效
邊坡安全系數(shù)隨預應(yīng)力損失和各種形式的錨失效呈加速下降的趨勢，與試件1-3和試件3-4的實驗結(jié)果一致
備注：48
錨極限承載力評價
5. 邊坡巖土錨固安全性評價指南
項目名稱	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果
錨極限承載力	測試值≥設(shè)計值	0.5倍設(shè)計值≤測試值2

錨長安全性	
不合格	
合格	
優(yōu)良
錨長評價
項目名稱	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果

灌漿飽滿度	
≤70%	
70%~80%	
80%~90%	
>90%

灌漿飽滿度
安全性	不合格	合格	良	優(yōu)
灌漿飽滿度評價
備注：50
項目名稱	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果	檢測與評價結(jié)果
預應(yīng)力損失率	≤10%	10%~20%	20%~30%	>30%
預應(yīng)力損失率
安全性	優(yōu)	良	合格	不合格
預應(yīng)力超載率	≤20%	20%~50%	50%~100%	>100%
預應(yīng)力超載率
安全性	優(yōu)	良	合格	不合格
預應(yīng)力評價
項目名稱	估算與評價結(jié)果	估算與評價結(jié)果	估算與評價結(jié)果
剩余壽命	≤2年	2年~50年	>50年
腐蝕	嚴重腐蝕	中度腐蝕、輕微腐蝕	基本無腐蝕
腐蝕安全性	不合格	合格	優(yōu)
 腐蝕評價
備注：51

網(wǎng)友評論 more

其他最新內(nèi)容

02-19