杜岩等：基于动力学监测指标的崩塌早期预警研究进展 ·433· 率等因素，甚至是环境温度的变化也会对边坡的物 ea,Yemen.Global Geol,2009,12(1)5 理力学性质有不同程度的影响，进而为模糊识别带 B] Frayssines M,Hantz D.Modelling and back-analysing failures in 来诸多困难。因此如何进行严格校准并实现基于稳 steep limestone cliffs.Int J Rock Mech Min Sci,2009,46(7): 1115 定分析的早期预警，还需要进一步的实验和工程 [4]Huang R Q,Liu W H,Zhou J P,et al.Experimental field study 验证 of movement characteristics of rock blocks falling down a slope.I 同时，动力学监测指标的采集和分析系统还需 Earth Sci,2010,21(3):330 要不断进行优化，例如根据现场技术要求，测量数据 5] Youssef A M.Maerz N H,Al-Otaibi AA.Stability of rock slopes 必须长期收集，才能为监测预警奠定基础.因此，动 along Raidah escarpment road,Asir Area,Kingdom of Saudi Ara- 力学指标的监测还需进一步克服其在工程中的技术 bia.J Geog Geol,2012,4(2):48 [6]Royan M J,Abellan A,Jaboyedoff M,et al.Spatio-emporal 局限性，并进行系统优化，才能在崩塌灾害的应急决 analysis of rockfall pre-failure deformation using Terrestrial Li- 策方面发挥更加积极的作用. DAR.Landslides,2014,11 (4):697 Wang X L,Frattini P,Crosta G B,et al.Uncertainty assessment 4结论与展望 in quantitative rockfall risk assessment.Landslides,2014,11 随着地震等自然灾害的影响和人类活动的加 (4):711 [8]Xu Q,Huang R Q,Yin Y P,et al.The jiweishan landslide of 剧，未来几年仍然是岩块体崩塌灾害的多发期.本 June 5,2009 in wulong,Chongqing:characteristics and failure 研究从理论分析，实验验证和工程应用等多个角度 mechanism.J Eng Geol,2009,17(4):433 对崩塌灾害的早期预警进行综述，得出如下结论： (许强，黄润秋，殷跃平，等.2009年6.5重庆武隆鸡尾山荆 (1)随着动力特性分析技术的完善，动力学监 滑灾害基本特征与成因机理初步研究.工程地质学报，2009， 测指标必将在土木工程监测和防灾减灾领域发挥重 17(4):433) 大作用.非接触式的远程监测可保障测量人员的安 9] Zhang Y X,Lu L,Zhang S P,et al.Development and failure principle of differential weathering overhanging rock.J Ciril Arch 全；高精度和模糊识别等优势可以使现场安全评价 Environ Eng,2010,32(2):1 与监测预警更具时效性，安全性和科学性. (张永兴，卢黎，张四平，等.差异风化型危岩形成和破坏机 (2)基于固有振动频率等动力学监测指标，可 理.土木建筑与环境工程，2010,32(2)：1) 对岩体的损伤做出定性或定量判断，还可实现对应 [10]Wang S H,Yang Y,Wang Y,et al.Spatial modelling and quick 力等静力学指标的预警阈值进行动态分析.动力学 identification of unstable rock blocks based on digital photogram- 监测指标的引入，将改变目前岩块体崩塌监测预警 metry.Chin J Rock Mech Eng.2010,29(Suppl 1)3432 (王述红，杨勇，王洋，等.基于数字摄影测量的开挖空间模 被动预防的局面，有效减少因崩塌等瞬时破坏造成 型及不稳块体的快速识别.岩石力学与工程学报，2010,29 的人员伤亡和财产损失. (增f刊1)：3432) (3)从早期预警的现实需求上，实现并发展基 [11]Chen H K,Xian X F,Tang H M.Developing mechanism for col- 于分离破坏前兆识别的岩块体崩塌灾害预警思路， lapse disaster in rocky mountain area-Taking Mt.Hongyan in 是未来崩塌早期预警的发展方向.基于分离破坏前 the national scenic spots of Simianshan as an example.Sichuan 兆识别的预警理论可有效利用早期预警的黄金期， Unir Eng Sci Ed,2010,42(3):1 (陈洪凯，鲜学福，唐红梅.石质山区崩塌灾害形成机 具有更好的时效性，可为工程现场提供一种相对可 制一以四面山国家级风景名胜区红岩山为例.四川大学学 行的崩塌灾害早期预警方法， 报（工程科学版），2010,42(3)：1) (4)在未来可实现一套基于动力学指标、静力 [12]Chen H K,Xian X F,Tang H M.Stability analysis method for 学指标和环境量指标三位一体的早期监测预警体 perilous rock by fracture mechanics.J Chongging Univ,2009, 系.这套基于损伤识别和动态稳定性分析的早期预 32(4):434 警体系，必将在工程监测与灾害预警方面发挥更大 (陈洪凯，鲜学福，唐红梅.危岩稳定性断裂力学计算方法 重庆大学学报，2009,32(4)：434) 潜力，尤其是对崩塌等具有突发性的脆性破坏灾害 [13]Chen H K,Zhang R G,Tang H M,et al.Elastic impulsive 的防治方面具有重要的指导意义. dynamic parameters of a ruptured compression-shear perilous rock.J Vib Shock,2012,31(24)30 参考文献 (陈洪凯，张瑞刚，唐红梅，等.压剪型危岩破坏弹冲动力参 [Strom A L,Korup O.Extremely large rockslides and rock ava- 数研究.振动与冲击，2012,31(24)：30) lanches in the Tien Shan mountains,Kyrgyzstan.Landslides, [14]Chen H K,Tang H M,Wang Z,et al.Frequency domain char- 2006,3(2):125 acteristics of excitation signals for rupture of perilous rocks.I Vib [2]Aref M,Nei L,Abdo S.Causes of rockfalls in Ai-Huwayshah ar- Shck,2014,33(19):64杜 岩等: 基于动力学监测指标的崩塌早期预警研究进展 率等因素，甚至是环境温度的变化也会对边坡的物 理力学性质有不同程度的影响，进而为模糊识别带 来诸多困难． 因此如何进行严格校准并实现基于稳 定分析的早期预警，还需要进一步的实验和工程 验证． 同时，动力学监测指标的采集和分析系统还需 要不断进行优化，例如根据现场技术要求，测量数据 必须长期收集，才能为监测预警奠定基础． 因此，动 力学指标的监测还需进一步克服其在工程中的技术 局限性，并进行系统优化，才能在崩塌灾害的应急决 策方面发挥更加积极的作用． 4 结论与展望 随着地震等自然灾害的影响和人类活动的加 剧，未来几年仍然是岩块体崩塌灾害的多发期． 本 研究从理论分析，实验验证和工程应用等多个角度 对崩塌灾害的早期预警进行综述，得出如下结论: ( 1) 随着动力特性分析技术的完善，动力学监 测指标必将在土木工程监测和防灾减灾领域发挥重 大作用． 非接触式的远程监测可保障测量人员的安 全; 高精度和模糊识别等优势可以使现场安全评价 与监测预警更具时效性，安全性和科学性． ( 2) 基于固有振动频率等动力学监测指标，可 对岩体的损伤做出定性或定量判断，还可实现对应 力等静力学指标的预警阈值进行动态分析． 动力学 监测指标的引入，将改变目前岩块体崩塌监测预警 被动预防的局面，有效减少因崩塌等瞬时破坏造成 的人员伤亡和财产损失． ( 3) 从早期预警的现实需求上，实现并发展基 于分离破坏前兆识别的岩块体崩塌灾害预警思路， 是未来崩塌早期预警的发展方向． 基于分离破坏前 兆识别的预警理论可有效利用早期预警的黄金期， 具有更好的时效性，可为工程现场提供一种相对可 行的崩塌灾害早期预警方法． ( 4) 在未来可实现一套基于动力学指标、静力 学指标和环境量指标三位一体的早期监测预警体 系． 这套基于损伤识别和动态稳定性分析的早期预 警体系，必将在工程监测与灾害预警方面发挥更大 潜力，尤其是对崩塌等具有突发性的脆性破坏灾害 的防治方面具有重要的指导意义． 参 考 文 献 ［1］ Strom A L，Korup O． Extremely large rockslides and rock ava￾lanches in the Tien Shan mountains，Kyrgyzstan． Landslides， 2006，3( 2) : 125 ［2］ Aref M，Nei L，Abdo S． Causes of rockfalls in Ai--Huwayshah ar￾ea，Yemen． Global Geol，2009，12( 1) : 5 ［3］ Frayssines M，Hantz D． Modelling and back-analysing failures in steep limestone cliffs． Int J Ｒock Mech Min Sci，2009，46 ( 7) : 1115 ［4］ Huang Ｒ Q，Liu W H，Zhou J P，et al． Experimental field study of movement characteristics of rock blocks falling down a slope． J Earth Sci，2010，21( 3) : 330 ［5］ Youssef A M，Maerz N H，Al-Otaibi A A． Stability of rock slopes along Ｒaidah escarpment road，Asir Area，Kingdom of Saudi Ara￾bia． J Geog Geol，2012，4( 2) : 48 ［6］ Ｒoyán M J，Abellán A，Jaboyedoff M，et al． Spatio-temporal analysis of rockfall pre-failure deformation using Terrestrial Li￾DAＲ． Landslides，2014，11( 4) : 697 ［7］ Wang X L，Frattini P，Crosta G B，et al． Uncertainty assessment in quantitative rockfall risk assessment． Landslides，2014，11 ( 4) : 711 ［8］ Xu Q，Huang Ｒ Q，Yin Y P，et al． The jiweishan landslide of June 5，2009 in wulong，Chongqing: characteristics and failure mechanism． J Eng Geol，2009，17( 4) : 433 ( 许强，黄润秋，殷跃平，等． 2009 年 6． 5 重庆武隆鸡尾山崩 滑灾害基本特征与成因机理初步研究． 工程地质学报，2009， 17( 4) : 433) ［9］ Zhang Y X，Lu L，Zhang S P，et al． Development and failure principle of differential weathering overhanging rock． J Civil Arch Environ Eng，2010，32( 2) : 1 ( 张永兴，卢黎，张四平，等． 差异风化型危岩形成和破坏机 理． 土木建筑与环境工程，2010，32( 2) : 1) ［10］ Wang S H，Yang Y，Wang Y，et al． Spatial modelling and quick identification of unstable rock blocks based on digital photogram￾metry． Chin J Ｒock Mech Eng，2010，29( Suppl 1) : 3432 ( 王述红，杨勇，王洋，等． 基于数字摄影测量的开挖空间模 型及不稳块体的快速识别． 岩石力学与工程学报，2010，29 ( 增刊 1) : 3432) ［11］ Chen H K，Xian X F，Tang H M． Developing mechanism for col￾lapse disaster in rocky mountain area———Taking Mt． Hongyan in the national scenic spots of Simianshan as an example． J Sichuan Univ Eng Sci Ed，2010，42( 3) : 1 ( 陈洪 凯，鲜 学 福，唐 红 梅． 石质山区崩塌灾害形成机 制———以四面山国家级风景名胜区红岩山为例． 四川大学学 报( 工程科学版) ，2010，42( 3) : 1) ［12］ Chen H K，Xian X F，Tang H M． Stability analysis method for perilous rock by fracture mechanics． J Chongqing Univ，2009， 32( 4) : 434 ( 陈洪凯，鲜学福，唐红梅． 危岩稳定性断裂力学计算方法． 重庆大学学报，2009，32( 4) : 434) ［13］ Chen H K，Zhang Ｒ G，Tang H M，et al． Elastic ＆ impulsive dynamic parameters of a ruptured compression-shear perilous rock． J Vib Shock，2012，31( 24) : 30 ( 陈洪凯，张瑞刚，唐红梅，等． 压剪型危岩破坏弹冲动力参 数研究． 振动与冲击，2012，31( 24) : 30) ［14］ Chen H K，Tang H M，Wang Z，et al． Frequency domain char￾acteristics of excitation signals for rupture of perilous rocks． J Vib Shock，2014，33( 19) : 64 · 334 ·