滑坡灾变预测与安全保障新技术.ppt

计算方案（工况）为： （I） 自重力＋荷载＋暴雨（现状）； （II）自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m三峡库水位； （III）自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m水位陡降至145m； （IV）?自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m水位+地震 （V）?自重力＋暴雨＋库水陡降时（按库水0.82m/d，地下水下降0.10m/d计）动水压力（库水位从175m降至145m）＋地震力＋荷载。(基本上不可能出现的情况) 4、锚固失效对边坡稳定性 的影响 结构系统无损探伤理论概述 振动诊断的三种方法 直接分析法 从具有故障结构的数学模型出发，研究故障引起的响应变化规律。但这种数学模型的建立较为困难的。 时序分析法 信号的变化与凝聚，对判别是否有故障特别有效。但由于时序模型中的参数没有明确的物理意义，因此很难判断故障的位置。 参数识别法 直接从测量的输入输出信号识别模态参数或物理参数的变化情况，具有很大的方便性。尽管反问题往往不唯一和不确定，但辅以经验判断，求解结果工程上是认可的，并随着现代智能数学手段的发展和应用，逐渐被人们所接受。 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 锚杆系统损伤位置的诊断 利用小波变换检测锚杆损伤位置的原理 锚杆系统的损伤通常会导致系统的观测信号发生变化，利用小波分解变换检测观测信号的奇异点就可以检测出锚杆损伤位置。 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 锚杆结构系统的识别 所谓锚杆－围岩结构系统识别就是依据已测得的动测信号，提取能表征系统状态的特征向量，再利用系统辨识手段估计系统的物理参数，建立特征向量－物理参数模型，从而达到对系统进行判别、评价的目的。 基于小波包分析的锚杆-围岩结构系统特征向量的提取 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 锚固质量的定量分析方法 锚杆－围岩结构系统锚固质量的定量描述 对于全长锚固的锚杆杆锚固系统而言，其锚固质量主要体现在锚杆杆侧胶结体和围岩共同对锚杆作用的等效特征参数的大小。 锚杆锚固度 实际锚杆各段锚固情况 对应锚杆各段完整锚固情况 完全锚固 Q=1 有缺陷 Q1 完全失效 Q=0 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 完整锚杆结构系统杆侧刚度系数的确定 要确定锚杆的锚固度，需要知道完整锚固状态下杆侧的刚度系数。 锚杆锚固结构系统杆侧动刚度系数主要取决于围岩的变形模量（暂且忽略砂浆的影响） 完整锚杆结构系统杆侧刚度系数的确定方法 取不同围岩变形模量及对应的围岩密度，进行三维有限元模拟，得到不同的动力曲线，然后通过所建立的神经网络系统识别，得到不同围岩条件下的杆侧刚度因子，再根据根据锚杆设计参数反算刚度系数。 不同围岩条件下杆侧刚度系数的拟合曲线 锚固质量的定量分析方法 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 锚杆－围岩结构系统锚固质量的定量分析步骤 锚固质量的定量分析方法 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 锚杆系统无损探伤智能诊断系统的建立 数字模拟模块 信号分析模块 人工智能模块 根据锚杆－围岩结构系统杆顶动测问题的数学解，对锚杆杆顶的低应变动力响应进行了数值模拟。 用小波分析方法对信号进行时谱分析，获得损伤位置、锚杆长度，并提取表征锚杆结构系统的特征向量； 通过建立的人工神经网络对锚杆－围岩结构系统进行识别，获得杆侧刚度系数的分布情况，并计算锚固度，对锚杆锚固质量进行定量评价。 锚杆系统无损 探伤智能诊断 系统的简图 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 工程应用 根据对所测五根锚杆反射波形进行本章所述的方法进行结构识别，得到沿杆长的刚度系数，并计算得到相应的锚固度。 所测五根锚杆得锚固度在78.5%～88.4%之间，说明锚杆的锚固程度是相应完整锚杆锚固质量的2/3以上。 现场测试波形。 滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究 室内相似模型试验 单锚失效位置变化、锚力变化对群锚的影响 不同位置单锚、群锚失效对边坡稳定性的影响 坡面设置格子梁对锚索张力及边坡稳定性的影响 不同锚固方式及无锚试件的比较 有限元数值模拟 预应力锚索支护下的坡体应力、应变特征 锚索受力特征 锚索失效后其它锚的荷载重分布规律 主要研究内容 锚固失效对边坡稳定性的影响 本部分以实体工程作为研究对象，采用室内模型试验，研究不加锚边坡破坏面形态；锚失效位置变化、不同位置锚力变化、不同边坡岩土体变化、边坡破坏形态变化等因素对锚固边坡失稳形态及机理的影响。 工点1 云南保龙高速路边坡 实体工程工点 锚固失效对边坡稳定性的影响 工点2 向家坡边坡 实体工程工点 边坡岩体 中等风化砂岩，裂隙较小，可视为均质岩