声发射监测土坡渐进变形的实验研究

滑坡过程中观察到的土坡变形过程具有渐进性特征，可以通过声发射（AE）监测进行量化。基于平移滑坡的地质模型设计了模型试验，并进行了试验，以再现土质边坡的三阶段变形过程。使用方程描述渐进式滑坡的变形过程，并使用可编程逻辑控制器（PLC）实现整个加载过程。测得滑动体的最大速度约为6mm/s，最终位移超过210 mm。对整个过程的声发射、变形和力学测量进行了比较，以综合评价渐进式土质滑坡的演化行为。实验表明，声发射率可以线性量化边坡速度，也有助于量化边坡加速度。将铜管和铝管作为不同的波导进行了比较，发现声发射与有源铜波导获得的变形之间的定量关系更为明显。实验还表明，坡面加速度可以有效地作为渐进式滑坡的判别指标，在现场监测中具有潜在的应用价值。

本研究通过位移控制、声发射技术和力学监测来研究渐进式滑坡的变形过程。设计了一个平移土质滑坡模型试验，并使用三个速度公式来模拟典型的三阶段变形过程。通过四个对比实验获得了位移、速度、加速度、推力和声发射数据。然后，分析了这些参数的变化模式及其关系。由于实验边坡的大小、边界条件和土壤性质与实际地质条件之间的差异，只有在进一步验证后，才能将基于声发射速率和加速度的综合判别准则应用于实际工程。本研究的主要结论如下：1） 在三阶段变形加载过程中，位移、速度、加速度、推力和RDC的趋势是一致的。在加速阶段，代表这些参数的曲线几乎同时表现出明显的变化。曝气对排水量的变化作出反应。当位移停止时，RDC急剧下降。不同参数之间存在线性关系，如RDC和速度、累积RDC和位移以及RDC和推力。这表明RDC有潜力用于量化土质边坡的渐进变形过程，并反映滑动体的应力状态。2） 在模型试验中，声发射变化率保持与加速度相同的趋势，这两个参数可能是渐进性土壤滑坡的有效指标。当加速度和声发射变化率从接近0的振荡急剧增加，即滑动速度从几乎恒定的值突然变化时，滑坡可能即将进入危险阶段。3） 声发射和变形之间的关系与回填材料和波导材料有关，这会影响触发警告的阈值水平。四个实验的比较表明，铜管和回填材料作为有源波导的组合表现出显著的变化特性，并且AEA与变形参数之间具有很强的线性相关性。

This research was supported by the National Key Research andDevelopment Program of China (No. 2018YFC0806900 and No.2018YFC0807000), Distinguished Young Foundation of AnhuiScientific Committee (Grant No. 1908085J22), Science and TechnologyMajor Project of Anhui Province (Grant No. 17030901016). The authorswould like to express their gratitude to the Beijing Key Laboratory ofCity Integrated Emergency Response Science for helping in the ex-perimental studies. Finally, the authors would like to thank the re-viewers and the handing editor for their valuable comments and sug-gestions.