滑坡地质灾害远程监测预报系统及其工程应用_何满潮

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国外对可延伸锚杆的研究已经有近 20 a 的历 史。国内在这方面的研究始于 20 世纪 80 年代初期。 1995 年，加拿大劳伦森大学的 McCreath 教授和 Kaiser 教授提出了能量吸收锚杆的设计原则，指出 锚杆杆体要具有较大的伸长率(至少达到 200～300 mm)，并且伴随着围岩的变形具有滑移特性，主要 被应用在受到瞬间荷载影响的地下工程围岩支护体 系中，如：岩爆、工程爆破等[17-18]。最简单的能量 吸收锚杆雏形产于 20 世纪 80 年代，由局部套有套 管的螺纹钢筋锚杆组成。套管的作用是防止螺纹钢 筋与注浆体黏结在一起。这种锚杆的两大主要缺点 在于增大了钻孔直径，并且增加锚杆抗腐蚀难度。 这种锚杆还不是真正意义上的能量吸收锚杆。 20 世 纪 90 年代早期， W. D. Ortlepp[19]提出了能量吸收支 护体系的概念。A. J. Jager[20]研发出第一套真正意义 上的能量吸收锚杆——锥形锚杆(cone bolt)。 这种锚 杆主要由光滑金属杆体和扁平锥形端头组成。光滑 金属杆体外表面涂抹薄层润滑材料，如蜡状物，以 便在锚杆受到拉力荷载时在注浆体中滑移。早期的 锥形锚杆只能用水泥砂浆锚固，直到 20 世纪 90 年 代末期，树脂锚固锥形锚杆(MCB)才诞生[21]。这种 改进后的锥形锚杆，在锥形末端增加了一个叶片， 用来搅拌树脂药卷。通过现场应用，发现如果托盘 后方的岩体存在断裂面或松散体，树脂锚固可能会 失效，从而使锚杆加固功能彻底丧失[22]。近些年， 随着人们对能量吸收锚杆和能量吸收支护理念的深 入了解，能量吸收锚杆需求在全球不断扩大，各种 类型的能量吸收锚杆已经在市场上出现，如 Garford 锚杆、Durabar 锚杆、Yielding Secura 锚杆和 Roofex 锚杆等[23-24]。但是，由于这些大变形锚杆主要通过 改变杆体材料属性或者通过点状摩擦结构来实现可 延伸特性，支护阻力往往表现为增阻特征或降阻特 征，无法真正实现恒阻特性，因此在实际工程应用 中不能够提供恒定的支护阻力和较大的变形量。 本文在搜集和整理国内外大变形锚杆研究成果 的基础上，对国内外几种典型能量吸收锚杆的结构 特征、工作机制、力学特性等进行系统分析，针对 其力学特性的增阻性和降阻性缺陷，研发出一种新 型能量吸收支护材料，称为 HMG 型恒阻大变形锚 杆。这种锚杆不同于现有其他能量吸收锚杆结构特 征，它不但可以提供较大的支护阻力和结构变形量， 而且具有恒阻力学特性。本文将针对 HMG 型恒阻 大变形锚杆的结构组成、工作原理、静力拉伸和动 力冲击试验系统进行深入研究，对试验结果进行讨

还 取决 于开挖 过程 中储存 在岩体 周 围的应变 能ｌ ５ ｌ 。
落、 弹射甚 至抛掷 的一 种动 力失稳 地质 灾 害 。
谢 和 平认 为 岩爆 是指 采 掘 导 致 岩 层 的突 然 破
由于岩 爆发 生机 理与诱 发 因素 的复 杂性 ．以及 岩爆显 现 的突发 性 和随机性 ． 目前 的岩爆 预测 与控 制研究 还远 不 能满足 深部 资源 安全开 采 的要求 。 因 此 针对 １渐 突 出的岩爆 问题 ．专 门设 计 了深部 岩爆 ３ 过 程模 拟试 验系统 。 系统 的设计 思 想如 图 １ 示 。 该 所
监 测等 方面展 开 了比较 系统 的研 究 ． 得 了一些进 展 。 取
关键 词 ： 部岩 爆 ： 深 深部 瓦斯 ； 验 系统 ； 边坡 滑坡 ； 警模 式 试 高 预
中图分类 号 ： Ｄ ６ Ｔ ７ 文献 标识 码 ： Ａ
１ 深 部岩 爆 发 生机 理 研 究
１ １ 深 部岩 爆的定 义 ．
岩爆就其 破坏 机制 而 言 ．是 一种 开挖 卸荷条 件 下高 地 应力 区地下 硐室 岩体 自身 积蓄 的大量 弹性 应变 能
ｌ 竺Ｉ ・＿— Ｉ 兰Ｉ 堕 Ｉ —— 垩 ・
突然猛 烈释放 所造 成 的拉张 脆性 或张 剪脆性 并存 的
急剧破 裂或爆 裂破 坏 的灾害 现象翻
１ １２ 深部 岩爆 的定 义 ．．
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圈
深部煤矿灾 害机理及 监测研 究进展
何满潮 ， ２
（．中 国矿 业 大 学 （ 京 ） 岩 土 工程 研 究 中心 ，北 京 １ 北
１ ０ ８ ；２ ００ ３ ．煤 炭 资 源 与安 全 开采 国家 重 点 实 验 室 ，北 京
１０ ８ ） ０ ０ ３

深部软岩工程大变形力学分析设计系统_何满潮第26卷第5期岩石力学与工程学报 Vol.26 No.52019年5月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering May，2019深部软岩工程大变形力学分析设计系统何满潮1，陈新1，梁国平2，钱华山2，周永发2，庄小燕2(1. 中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京 100083；2. 中国科学院数学与系统科学研究院飞箭软件有限公司，北京 100098)摘要：采用飞箭软件公司的有限元程序自动生成系统作为软件开发平台，进行“深部软岩工程大变形力学分析设计系统”的合作开发工作。

该软件系统具有如下特色：(1) 以和分解有限变形力学分析模型为主体，包括极分解力学分析模型供用户进行对比分析；(2) 强调非线性大变形力学设计特色：力学对策设计、过程设计和参数设计；(3) 包括多种岩土材料本构模型和工程材料单元，可以进行边坡工程、地基工程、地下洞室工程等大变形力学分析；(4) 具有我国自主知识产权。

目前该软件的弹性、弹塑性大变形二维计算程序和界面已经开发完成。

通过对典型算例的弹性数值分析，验证大变形程序的正确性。

该软件系统的问世，可为深部软岩巷道等岩体大变形力学问题提供具有分析和设计功能的数值分析软件系统。

关键词：岩石力学；和分解；大变形；有限元软件系统；深部软岩工程中图分类号：TU 452 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2019)05–0934–10SOFTWARE SYSTEM FOR LARGE DEFORMATION MECHANICAL ANALYSIS OF SOFT ROCK ENGINEERING AT GREAT DEPTHHE Manchao1，CHEN Xin1，LIANG Guoping2，QIAN Huashan2，ZHOU Yongfa2，ZHUANG Xiaoyan2(1. School of Mechanics and Civil Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing 100083，China；2. Beijing FEGEN Software Co.，Ltd.，Academy of Mathematics and Systems Science，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100098，China)Abstract：Up to now，there is no finite element software includingnonlinear large deformation theory based on S-R decomposition theorem，inwhich the deformation gradient F is decomposed into the addition of thedeformation and the rotation by a co-moving coordinate system method. In this work，such a software system waw developed，which is named as A Software on Large Deformation Analysis of Soft Rock Engineering at Great Depth. Two work groups，worked together on the software by using finite element program generator(FEPG) developed by FEGEN Software Company. The software has the following features：(1) it includes large deformation theory based on S-R decomposition theorem first time as well as one based on polar decomposition theorem for comparison，the latter is included by most commercial finite element software；(2) three design methods for nonlinear mechanical problem，i.e. countermeasure design，procedure design and parameter design，arefulfilled here for large deformation analyses；(3) it includes generally used elastoplastic constitutive models for geomaterials and element types for supports，and therefore is fit for large deformation mechanical analyses for slope，foundation and underground engineering；and (4) it has a copyright of our own country. At present，the收稿日期：2019–09–26；修回日期：2019–12–18基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2019CB202200)；国家自然科学基金重大项目(50490273)；国家基金委创新群体基金资助项目(50221402)；教育部科学技术研究重大项目(10405)作者简介：何满潮(1956–)，男，博士，1981年毕业于长春地质学院工程地质专业，现任教授、博士生导师，主要从事软岩、边坡及工程地质、地热第26卷第5期何满潮，等. 深部软岩工程大变形力学分析设计系统• 935 •interface of the software has accomplished and programs of elastic and elastoplastic constitutive models based on two large deformation theories in two-dimension have been fulfilled，tested and implemented into the interface. Representative numerical examples confirm the rationality of the programs. The software will be a useful numerical tool for large deformation analyses and nonlinear mechanical design for soft rock engineering at great depth.Key words：rock mechanics；S-R decomposition；large deformation；finite element software system；soft rock engineering at great depth授经过多年研究，在拖带系描述法、张量分析和微分变换群等数学理论的基础上，于1979年提出了应变和转动的和分解定理，完善了Stokes在1945年提出的固体位移场分解理论，克服了以往大变形理论的缺陷，构成了非线性连续体力学的新体系。

公路边坡滑坡地质灾害监测预警技术发布时间：2022-05-26T07:02:00.078Z 来源：《福光技术》2022年11期作者：黄春荣[导读] 因其隐蔽性高，突发性强，危害性大，故有必要对其开展专业监测和预警工作。

广西北投交通养护科技集团有限公司一分公司广西容县 530000 摘要：公路边坡在自然因素和人类活动因素影响下，很容易发生滑坡、崩塌、坍塌、剥落及落石等地质灾害，因其隐蔽性高，突发性强，危害性大，故有必要对其开展专业监测和预警工作。

关键词：公路；边坡；滑坡；地质灾害；监测；预警1边坡的主要类型边坡是指地表一切具有侧向临空面的地质体，通常由坡顶、坡面、坡脚以及地下一定深度内的岩土体组成。

关于其类型划分，国内至今尚无公认的统一方法。

目前比较常见的分类方法主要有以下几种：(1)根据坡体成分，将边坡划分为土质边坡、岩质边坡和土石边坡；(2)根据地形成因，将边坡划分为人工边坡和自然边坡；(3)根据坡体高度，将边坡划分为超高边坡(＞100m)、高边坡(50～100m)、中边坡(20～50m)和低边坡(＜20m)；(4)根据边坡坡度，将边坡划分为微斜边坡(＜5°)、平缓边坡(5°～15°)、陡坡(15°～35°)、急坡(35°～55°)、悬坡(55°～90°)和倒坡(＞90°)。

此外，还有根据人类工程活动的特点，将边坡划分为道路边坡、采矿边坡和建筑边坡以及根据人类工程的使用年限，将边坡划分为临时边坡(＜2a)和永久边坡(＞2a)等等。

2边坡滑坡变形及监测机理当坡体发生滑坡时，多具备以下三种特征：周期性、地域性和阶段性。

而滑坡的形成则要经历灾害孕育期、灾害成长期、灾害发生期，随着灾害的不断累积叠加，最后产生明显的宏观变形，引起山体滑坡。

因此，从边坡滑坡机理进行研究，探寻滑坡发生的周期规律，对于边坡滑坡监测预警可以起到很好的帮助作用。