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| 內容簡介： |
本书介绍边坡失稳动力学的关键理论基础。边坡失稳是指边坡岩土体在内外部不利因素影响下产生倾倒、滑移或崩落等丧失稳定的过程。边坡失稳动力学基于牛顿运动定律，从边坡岩土结构动力特征和运动规律入手，主要研究边坡稳定性评价模型、失稳预警指标及早期预警方法。在建立基于动力特征的边坡稳定性评价模型基础上，形成了边坡失稳相关的静力学、动力学及运动学指标体系。同时，基于安全态势主动感知微芯桩智能传感的研发应用，形成了边坡失稳的早期预警方法。
本书可供岩土工程领域的科研人员及高等院校相关专业的师生参考。
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| 目錄：
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1 边坡失稳动力学引论 1
1.1 边坡失稳动力学定义 1
1.2 牛顿运动定律 1
1.3 边坡失稳与加速度 2
1.4 边坡失稳动力学特征 4
1.5 边坡失稳的关联指标 5
2 边坡失稳动力学稳定性评价 8
2.1 概述 8
2.2 边坡失稳动力学稳定性评价模型 8
2.3 边坡失稳动力学稳定性评价方法 10
2.3.1 定量评价 10
2.3.2 定性评价 11
2.4 试验及应用案例 12
2.4.1 试验案例 12
2.4.2 应用案例一 14
2.4.3 应用案例二 15
3 基于动力学分析的边坡失稳早期预警 19
3.1 崩塌失稳破坏的早期预警 19
3.2 边坡失稳预警监测的关键指标 20
3.3 基于动力学分析的边坡失稳预警方法 23
3.4 基于分离阶段破坏前兆识别的试验研究 24
3.5 基于倾斜形变的边坡失稳预警 27
3.6 讨论 29
4 边坡失稳动力学关键技术问题 30
4.1 边坡极限平衡分析方法 30
4.2 边坡本质安全系数 31
4.3 脆性破坏灾害 34
4.4 三位一体监测预警指标 35
4.5 态势感知传感技术 38
4.6 边坡一致性单元 39
5 边坡失稳动力学监测技术 41
5.1 在线采集振动传感器 41
5.2 无线采集振动传感器 43
5.3 激光多普勒测振仪 44
5.4 微芯桩智能传感器 45
5.5 微芯链智能传感器 48
5.6 微芯数据采集站 50
5.7 典型应用场景 51
5.7.1 滑坡监测 51
5.7.2 崩塌监测 54
5.7.3 边坡挡墙监测 58
5.7.4 小型土石坝监测 60
5.7.5 基坑工程监测 64
6 微芯桩监测预警系统应用案例 69
6.1 猴子岩水电站地质灾害早期识别及监测预警案例 69
6.1.1 项目背景 69
6.1.2 地质灾害区域早期识别 69
6.1.3 地质灾害点现场详查 70
6.1.4 微芯桩自动化监测预警方案 71
6.1.5 微芯桩监测预警系统实施效果 73
6.2 鹿丹村调节池基坑工程自动化监测预警案例 79
6.2.1 项目背景 79
6.2.2 监测方案 80
6.2.3 微芯桩监测预警系统实施效果 81
6.3 贵州思南县崩塌体监测预警案例 87
6.3.1 项目背景 87
6.3.2 监测方案 88
6.3.3 监测结果及分析 90
6.4 黄藏寺水电站库岸危岩识别监测案例 100
6.4.1 项目背景 100
6.4.2 危岩体识别及实时监测点选取 101
6.4.3 监测结果分析 109
6.5 梅州市地质灾害点自动化监测试点监测预警案例 113
6.5.1 项目背景 113
6.5.2 微芯桩自动化监测预警方案 113
6.5.3 微芯桩监测预警系统实施效果 114
参考文献 116
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| 內容試閱：
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边坡安全稳定性评价和边坡失稳预测预警是边坡工程及地质灾害防治的重要研究内容。几十年来，我国在边坡工程理论方面主要来源于传统的极限平衡理论，并根据滑动力与可能的抗滑力之间的关系来定义边坡的稳定安全系数，而在监测预警方面主要依靠位移指标。 边坡失稳是指边坡岩土体在内外部不利因素影响下产生倾倒、滑移或崩落等突然丧失稳定性的现象，是一个从静止（或相对静止）到运动的过程，其间的物理力学参数、动力学特征和运动学特征都随之产生变化。经典牛顿运动定律描述了物体静力平衡、动力与运动的关系和力的相互作用，其适应条件是质点、惯性参考系以及宏观低速运动。可见，人们有必要基于牛顿运动定律建立更加贴切描述边坡失稳实质的理论体系。 边坡失稳动力学基于牛顿运动定律，从边坡岩土结构动力特征和运动规律出发，主要研究以下内容。 （1）基于动力学特征的边坡稳定性评价模型。 （2）边坡安全及失稳的关联指标及控制指标。 （3）基于控制指标的早期预警阈值及预警方法。 （4）研发适用于边坡失稳动力学监测预警的智能传感。边坡失稳动力学的主要理论观点如下。 （1）现有基于极限平衡定义的安全系数只能作为设计参考。基于牛顿第三定律，分析边坡在某一假定工况下的受力平衡来求得抗滑力与滑动力关系实际上并不能描述边坡失稳的过程，更不能表征边坡安全度（系数）的动态变化。 （2）边坡作为一个物体对象，处于静止是稳定的，一旦有“动”的状态发生，则可能有危险，而这种危险可能转化为险情或灾情。但是这种“动”的演化过程是复杂的、反复的，依赖于内外因条件的变化。边坡“动”的过程依据其失稳趋势发展的程度可以分为振动、形变和位移。振动指边坡体沿直线或曲线经过其平衡位置所做的往复运动，其特征可用振幅、频率、相位三个基本要素来描述，振动特征参数与边坡受力及内部物理力学特性参数相关，其可间接反映边坡是否进入破裂阶段；形变是边坡体形状的变化，即指边坡体在保持一定完整结构的情况下因受力而产生形状的变化，形状变化可以采用倾斜、应变及相对不均匀沉降等指标描述，形变特征参数反映边坡进入微动和形变阶段；位移是指边坡分离体相对原边坡母体产生的相对滑动或脱离的宏观现象，位移特征参数反映边坡进入位移和失稳阶段。 （3）边坡失稳是一个从静止到运动的过程，建立基于牛顿运动定律的动态安全评价模型可以很好地描述实际边坡的动态演化过程。牛顿第二定律建立了动力与运动的关系，可以很好的描述边坡的受力运动过程，其动力特征的变化反映了边坡内部结构材料特性的变化，运动特征的变化反映边坡失稳破坏的趋势及客观结果。 （4）试验和实际工程应用表明，基于实际监测的动力学指标可以与动力学特征的边坡安全稳定性评价模型相对应，这样可以实现边坡安全度（系数）的实时监测。 （5）基于边坡失稳动力学理论，可以建立基于边坡安全度（系数）的安全预警模型、边坡失稳演化阶段的失稳预警模型及边坡危险工况下的工况预警模型。 （6）基于态势感知理论，研发可主动、高频采集边坡动力学和运动学指标，并可基于植入的理论模型实时分析边坡稳定性状态、预测预警边坡状态和趋势变化的智能传感装备，是边坡失稳动力学理论应用的重要保障，同时通过产业化研制，推动边坡灾害防治手段的科学化和实用化。本书是著者多年从事边坡失稳动力学理论探索及主动态势感知传感研发的总结，希望以此抛砖引玉，推动边坡稳定评价理论与失稳预警技术的发展。在撰写本书过程中参阅和引用了有关学者的文献与研究成果，在此对原作者表示感谢。同时，感谢北京科技大学研究生贾艳昌、刘卫南、吴志祥、陈晨、张晓勇、吕夫侠等参与本书相关的研究工作。 鉴于著者的知识水平有限，书中难免有不当之处，敬请读者指正。
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