基于地表位移监测和数值模拟的滑坡预警方法研究

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我国地质灾害频发,灾害损失非常严重,其中滑坡是最为常见的灾害形式。滑坡形成机理复杂、稳定性影响因素较多,滑坡防治是长期困扰地质工作者的科学难题。随着科学技术的发展,基于变形监测的预警预报成为防范滑坡的主要手段。监测预报在防灾减灾活动中发挥着重要作用。地质工作者自上世纪20年代开始了滑坡监测研究工作,数十年来监测技术有了飞跃式发展,空天地一体化监测体系逐渐建立,使滑坡预警预报精准化成为可能。目前基于监测的滑坡预测方法大致可划分为两类,一是累计位移判断方法,二是变形速率判断方法。累计位移法是依据工程经验或规范建议的阈值进行预警判断,缺点是往往忽略了滑坡具体工程地质特征研究,阈值确定的主观因素居多、符合性较差。近20年来,变形速率法成为滑坡预测的重要方法,其主要原理是通过识别滑坡急剧变形程度来推断滑坡是否处于临滑状态,但在工程实践中,监测位移曲线往往频繁出现临滑曲线形态,因此误报几率较大。滑坡演变周期内,至破坏性下滑的累计变形量大致是一定值(临界位移量),该临界位移量是由滑坡的工程地质条件决定的。因此,滑坡监测应在滑坡工程地质研究基础上进行,预警预报应重点关注滑坡接近临界位移量的演变阶段。研究表明,堆积层滑坡及基岩上覆全、强风化带等具有时效性变形的岩质滑坡来说,不同单体滑坡破坏时的临界位移量并不相同,不存在统一的临界位移量。基于此,以临界位移量和T-t曲线切线角“双指标”为阈值进行滑坡预测预报方法。即:滑坡变形量接近临界位移量、切线角陡增时,滑坡处于危险变形阶段、发生破坏性下滑的可能性最大,应予高级别预警;滑坡累计变形量远小于临界位移量时,T-t切线角增大现象可能是由一些突发因素引起的短暂的过程性急剧变形、不至于引起破坏性下滑,可不予较高级别预警,从而降低误报几率。本文以开磷大水滑坡为工程实例,阐述了该预警方法的具体操作方法,并建立了基于临界位移值、改进切线角的四级预警级别。除此之外,本文也对变形预测模型展开研究,以期与临界位移值、改进切线角“双指标”方法配套使用,对该滑坡的地灾防治工作有一定的指导意义。
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