● 题目 ●
Titlle
期刊：Engineering Geology
作者：Jianchao Wang, Guoqing Chen, Qiang Xu
年份：2024
●●● 摘要(Abstract)●●●
滑坡灾害对人类生命和基础设施构成重大威胁。具有锁固段的顺层滑坡的失稳是由于锁固段突然发生脆性破坏而造成的。为了减轻对生命和财产的潜在威胁，揭示其破坏机理并识别前兆信息至关重要。本文对不同结构的顺层滑坡进行了物理模型试验，详细记录了破坏过程中产生的高频声发射（AE）信号和低频微震（MS）信号。分析了AE信号的主频率、能量、振幅、临界减速现象和MS信号的多重分形特征。结果表明，具有锁固段的顺层岩质滑坡的破坏模式由岩体的强度决定。高强度的滑坡以弯曲破坏的形式发生，而强度较低的岩质滑坡则以剪切破坏的形式发生。主频率较低的MS事件数量较少，但贡献了总能量的很大一部分，而主频率较高的MS事件数量较多，但贡献的能量却只占很小的一部分。此外，研究还揭示了MS信号演化过程的多重分形特征和AE信号的临界减速特征，并在此基础上提出了锁固段顺层滑坡失稳的前兆信息链，包括变形位移、MS信号的多重分形特征和AE能量方差，有助于更好地理解滑坡的失稳机理，并预测锁固段顺层滑坡的最终失稳。
●●● 图表(Figures)●●●
图：制作实体模型的整个过程。（a）数字设计模具；（b）可拆卸、可重复使用的亚克力模具组件；（c）组装好的亚克力模具；（d）混合材料；（e）浇注混凝土并抹平各层；（f）混凝土养护。
图：ZHP-300加载系统，由千斤顶、压杆、测力记录器和钢架组成。（a）千斤顶；（b）压杆；（c）测力记录器；（d）加载装置框架。
图：利用MA-MFDFA计算的多重分形特征与BMS信号的MFDFA处理结果比较。
图：试件45-H的MS信号特征。（a）MS信号幅度、累积能量与应力的关系；（b）具有不同主频率和能量的MS事件的分布。
图：45H试件的AE信号特征；(a)AE计数和累积能量的演变；(b)振幅和主频率的趋势。
图：不同模型的 MS 信号的多重分形特征；（a）原始信号；（b）重新排序的 MS 信号。
●●● 结论(Conclusions)●●●
为了提取锁固段顺层滑坡最终失稳的前兆信息，开展了物理模型试验，详细记录了不同频率（50 Hz~400 kHz）的地震信号，并通过FFT分析，揭示了地震信号的时间演化特征，并研究了滑坡试样的变形和位移。主要结论如下：
对于岩体强度较高的45-H和50-H试件，边坡锁固段起支撑拱作用，加载过程中支撑拱发生明显弯曲，共同发生拉破坏；对于45-L试件，边坡锁固段为滑动面岩桥，抵抗层间剪切，发生剪切破坏；对于具有锁固段的顺层滑坡，其破坏机制由岩体强度决定。
所有样品的MS信号中，低主频事件的数量明显少于高主频事件，但这些事件贡献了大部分的弹性能量；而AE信号中，频率高、振幅大的信号出现在第二阶段。通过对MS和AE信号的对比分析发现，监测设备的选择应根据被监测对象的特点来选择，AE和MS监测在不同的频率范围内各有长处。
当边坡模型趋于不稳定时，AE信号的能量会出现临界减速现象。MS信号的多重分形特征非常明显。可以通过研究中提出的方法确定不同指标的预警时间。提出了一个前兆信息链，其中包括位移、MS信号的多重分形特征和AE信号的能量。该链可以帮助预测具有锁定段的顺层边坡的最终破坏。
● 参考文献 ●
●●● References ●●●
Wang, J., Chen, G. and Xu, Q., 2024. Seismic signal characteristics and precursory information of bedding landslide with locked segments. Engineering Geology, 341: 107709.
End
工程地质灾害与滑坡风险评估
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