杜岩等：基于固有振动频率的滑坡安全评价新方法 ·1123· (1)噪音的影响.由于现场环境的复杂性和仪器 频率和位移数据，有效推出了该阶段内摩擦力指标，为 的高灵敏度，振动信号不可避免会存在一定的噪音和 工程安全监测提供一种新的技术思路.滑坡安全监测 误差，如何去除这些误差是能否真正实现现场应用的 需要对滑坡系统信息进行快速有效的组织和集成，固 关键. 有振动频率的引入无疑拓宽了该系统信息的内涵，并 (2)滑坡是一个不平衡、不稳定且充满复杂性的 且必将在未来滑坡安全评价体系中发挥重大作用. 系统，而实验是基于下滑力不变的情况下进行分析. 实际中，滑坡的下滑力不可能是一成不变.地质的抬 参考文献 升，间隙水压力的增大，都会导致下滑力的增加，从而 1]Chen S K,Yang T H,Zhang H X.The slope stability under un- 造成滑坡破坏.同时，最大静摩擦力指标也会随着周 derground mining of Anjialing open-pit mine in Pingshuo.China 围环境变化和地质变化而不断发生变动.因此，基于 Coal Soc,2008,33(2):148 固有振动频率的监测并非取代传统监测，相反还需进 (陈仕阔，杨天鸿，张华兴.平朔安家岭露天矿地下采动条件 一步与孔隙水压力计、地下水位计等环境监测手段相 下的边坡稳定性.煤炭学报，2008,33(2)：148) 2] 结合，从而科学评估下滑力的变化指标，才能建成更加 Yin Y P.Wang M,Li B,et al.Dynamic response characteristics 完善的安全评价体系 of Daguangbao landslide triggered by Wenchuan earthquake.Chin J Rock Mech Eng,2012,31(10):1969 (3)计算中选用的固有振动频率被认定是与整体 (殷跃平，王猛，李滨，等.汶川地震大光包滑坡动力响应特征 黏结力指标呈确定性变化，这种简单的处理方法，可以 研究.岩石力学与工程学报，2012,31(10)：1969) 在具体的工程应用中起到一定作用，滑坡在经历地震 B]Burjanek J,Moore J R,Molina Y,et al.Instrumental evidence of 或强降雨等扰动后，原有强度参数大大折减，而需重新 normal mode rock slope vibration.Geophys JInt,2012,188(2): 进行原位实验，而这些方法往往耗时且耗费昂贵，因此 559 间接的评估方法更容易应用于工程实践.不可否 4]Gao Y,Jiang Y J,Li B.Estimation of effect of voids on frequency response of mountain tunnel lining based on microtremor method. 认的是，固有振动频率的引入使得人们在滑坡安全识 Tunnelling Underground Space Technol,2014,42:184 别上与客观实体又靠拢了一步，下一步工作是将该实 Jiang YJ,Gao Y,Li B.Research on health assessment technique 验方法应用在小型岩质滑坡，并基于频率指标对滑坡 of tunnel lining based on power spectrum density characteristics of 三维模型的黏聚力等强度指标进行动态折减，进行现 microtremors.J Jpn Soc Cir Eng,2012,68(3):111 场应用可行性研究 6]Salawu O S.Detection of structural damage through changes in frequency:a review.Eng Struct,1997,19(9):718 4结论 ] Ma G C,Sawada K,Yashima A,et al.Experimental study of the applicability of the remotely positioned laser doppler vibrometer to (1)根据抗滑力的组成成分不同，将滑坡破坏分 rock-block stability assessment.Rock Mech Rock Eng,2015,48 为三个阶段：强稳定阶段，弱稳定阶段和破坏阶段.通 (2):787 过与应变监测对比分析，频率监测在预警的科学性和 [8]Stead D,Eberhardt E,Coggan J S.Developments in the charac- 时效性方面具有无可比拟的优越性.随着动力特性分 terization of complex rock slope deformation and failure using nu- 析技术的完善和硬件设备及其配套软件设备的发展， merical modelling techniques.Eng Geal,2006,83(1):217 9] Ma G C.Kazuhide S,Hideki S,et al.Study on evaluating rock 固有振动频率监测可以在土木工程监测、防灾减灾领 block stability by using a remotely positioned laser.Int GEO- 域发挥重大作用 MATE,2012,2(1):247 (2)固有振动频率指标不仅可以反映滑坡体在扰 [0]Jin A B,Sun J H,Gao Y T.Numerical modeling on the domi- 动后的黏结力损失，同时配合以位移指标可以有效分 nant frequency and its influence factors of slope dynamic re- 析弱稳定阶段内的摩擦力、静摩擦系数等指标.通过 sponse.J Univ Sci Technol Beijing,2011,33(3):383 与最大静摩擦力的比较，可有效分析弱稳定阶段滑坡 (金爱兵，孙金海，高永涛.边坡动力响应主导频率及其影 响因素的模拟分析.北京科技大学学报，2011,33(3)： 内部物理力学参数变化和稳定状况，并且固有频率指 383) 标可为滑坡快速安全评价提供客观的数据支持 [11]Fener M,Kahraman S,Bilgil A,et al.A comparative evaluation (3)滑坡在弱稳定阶段，摩擦力有效弥补了黏结 of indirect methods to estimate the compressive strength of rocks. 力下降带来的抗滑力损失.通过简单实验模型，运用 Rock Mech Rock Eng,2005,38(4)329杜 岩等: 基于固有振动频率的滑坡安全评价新方法 ( 1) 噪音的影响． 由于现场环境的复杂性和仪器 的高灵敏度，振动信号不可避免会存在一定的噪音和 误差，如何去除这些误差是能否真正实现现场应用的 关键． ( 2) 滑坡是一个不平衡、不稳定且充满复杂性的 系统，而实验是基于下滑力不变的情况下进行分析． 实际中，滑坡的下滑力不可能是一成不变． 地质的抬 升，间隙水压力的增大，都会导致下滑力的增加，从而 造成滑坡破坏． 同时，最大静摩擦力指标也会随着周 围环境变化和地质变化而不断发生变动． 因此，基于 固有振动频率的监测并非取代传统监测，相反还需进 一步与孔隙水压力计、地下水位计等环境监测手段相 结合，从而科学评估下滑力的变化指标，才能建成更加 完善的安全评价体系． ( 3) 计算中选用的固有振动频率被认定是与整体 黏结力指标呈确定性变化，这种简单的处理方法，可以 在具体的工程应用中起到一定作用，滑坡在经历地震 或强降雨等扰动后，原有强度参数大大折减，而需重新 进行原位实验，而这些方法往往耗时且耗费昂贵，因此 间接的评估方法更容易应用于工程实践［11］． 不可否 认的是，固有振动频率的引入使得人们在滑坡安全识 别上与客观实体又靠拢了一步，下一步工作是将该实 验方法应用在小型岩质滑坡，并基于频率指标对滑坡 三维模型的黏聚力等强度指标进行动态折减，进行现 场应用可行性研究． 4 结论 ( 1) 根据抗滑力的组成成分不同，将滑坡破坏分 为三个阶段: 强稳定阶段，弱稳定阶段和破坏阶段． 通 过与应变监测对比分析，频率监测在预警的科学性和 时效性方面具有无可比拟的优越性． 随着动力特性分 析技术的完善和硬件设备及其配套软件设备的发展， 固有振动频率监测可以在土木工程监测、防灾减灾领 域发挥重大作用． ( 2) 固有振动频率指标不仅可以反映滑坡体在扰 动后的黏结力损失，同时配合以位移指标可以有效分 析弱稳定阶段内的摩擦力、静摩擦系数等指标． 通过 与最大静摩擦力的比较，可有效分析弱稳定阶段滑坡 内部物理力学参数变化和稳定状况，并且固有频率指 标可为滑坡快速安全评价提供客观的数据支持． ( 3) 滑坡在弱稳定阶段，摩擦力有效弥补了黏结 力下降带来的抗滑力损失． 通过简单实验模型，运用 频率和位移数据，有效推出了该阶段内摩擦力指标，为 工程安全监测提供一种新的技术思路． 滑坡安全监测 需要对滑坡系统信息进行快速有效的组织和集成，固 有振动频率的引入无疑拓宽了该系统信息的内涵，并 且必将在未来滑坡安全评价体系中发挥重大作用． 参 考 文 献 ［1］ Chen S K，Yang T H，Zhang H X． The slope stability under un￾derground mining of Anjialing open-pit mine in Pingshuo． J China Coal Soc，2008，33( 2) : 148 ( 陈仕阔，杨天鸿，张华兴． 平朔安家岭露天矿地下采动条件 下的边坡稳定性． 煤炭学报，2008，33( 2) : 148) ［2］ Yin Y P，Wang M，Li B，et al． Dynamic response characteristics of Daguangbao landslide triggered by Wenchuan earthquake． Chin J Ｒock Mech Eng，2012，31( 10) : 1969 ( 殷跃平，王猛，李滨，等． 汶川地震大光包滑坡动力响应特征 研究． 岩石力学与工程学报，2012，31( 10) : 1969) ［3］ Burjánek J，Moore J Ｒ，Molina Y，et al． Instrumental evidence of normal mode rock slope vibration． Geophys J Int，2012，188( 2) : 559 ［4］ Gao Y，Jiang Y J，Li B． Estimation of effect of voids on frequency response of mountain tunnel lining based on microtremor method． Tunnelling Underground Space Technol，2014，42: 184 ［5］ Jiang Y J，Gao Y，Li B． Ｒesearch on health assessment technique of tunnel lining based on power spectrum density characteristics of microtremors． J Jpn Soc Civ Eng，2012，68( 3) : 111 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the compressive strength of rocks． Ｒock Mech Ｒock Eng，2005，38( 4) : 329 ·1123·