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边坡危岩块体的稳定性问题是工程地质和岩土工程两大学科中的基本课题之一,近些年来,随着经济的发展,交通、水利、能源工程的建设,出现了大量的人工边坡和被改造后的天然边坡,危岩块体失稳破坏现象越来越多,给当地人民的生命财产造成不可挽回的损失的同时,也给公路、铁路等交通运输安全带来严重隐患。因此,对危岩破坏崩塌进行研究,尤其是其稳定性的分析判别对于地质灾害防灾减灾领域具有极强的现实意义。危岩块体的稳定性主要取决于岩块体本身与边坡岩体的粘结程度,基于结构动力学理论,粘结力的变化必然会引起岩体振动特性发生变化。论文以边坡危岩块体快速识别、安全评价及监测预警为研究目标,主要研究固有振动频率与危岩块体稳定性的动态关系模型,通过非接触的远程激光测振方法与传统传感器的测试数据成果对比分析,建立基于动力特征参数的危岩块体快速安全评价方法并进行监测预警方法研究。本论文分别从理论研究、实验模型与现场应用等方面对固有振动频率与危岩块体的安全稳定性关系模型进行研究,主要结论如下:(1)基于振动力学原理,建立固有振动频率与粘结力理论关系模型,由模型可知,固有振动频率的变化能够反应危岩块体的粘结强度的变化,频率分析能够在第一时间反应边坡危岩块体的损伤状况。(2)通过理论模型研究,可以分析不同时刻抗滑力指标的变化情况,并分析出边坡危岩块体破坏的三个阶段:强稳定阶段、弱稳定阶段和破坏阶段。(3)通过实验发现,随着潜在滑移面粘结力的减少,固有振动频率从原有12.67Hz逐渐下降至4.67Hz,对粘结力指标有很好的指示作用。随着危岩块体潜在滑移面粘结系数的降低,固有振动频率会首先发生变化,在200-230s期间发生大幅度下降;而位移指标则在220-230s时才发生相应变化,基于固有振动频率的最佳预警时段要早于位移预警20s。(4)由摩擦力预警实验可知,摩擦力指标在强稳定阶段基本不发生作用,而在弱稳定阶段中逐渐增大并占据整个抗滑力的80%以上,最终达到最大静摩擦力时产生破坏。实验中,以摩擦力是否达到最大摩擦力为破坏判别标准,其预警时效性优于位移预警30s。(5)通过监测的固有振动频率的变化来对极限平衡模型中的粘结力指标进行动态调整,并对极限平衡分析模型安全系数公式进行修正,实验结论可知,基于粘聚力动态参数计算的安全系数,与实验结果基本相符。(6)基于固有振动频率与滑动面粘聚力关系模型,对三维极限平衡的4种理论模型公式进行修正,计算结果显示,经过大雨等扰动后,边坡危岩块体的三维安全系数由原来的1.3下降到1.1,与实际观察结果相符。(7)基于远程激光测振的应用研究发现,激光多普勒测振仪可实现固有振动频率等动力特性指标的远程监测,通过与传统传感器的对比研究发现其在测量精度和损伤识别方面具有优势。(8)激光多普勒测振仪具备非接触式、高敏感度和模糊识别等优势,在技术上可以快速测量边坡危岩块体的固有振动频率。基于前期的实验研究和三维极限平衡模型,可对危岩块体的安全系数进行快速评价,并可形成一套基于振动特性监测为主、应力应变监测和环境量监测为辅的监测预警方法。