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基于声发射技术的岩溶塌陷监测预警试验研究
被引量：
1
1
作者
潘宗源
戴建玲
+6 位作者
文日海
蒙彦
蒋小珍
马骁
白冰
吴远斌
张心
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1166-1178,共13页
岩溶塌陷是土体损伤孔洞发育并最终导致盖层失稳的动力地质过程,故查明土体损伤特征及演化过程是提出有效监测预警方法的重要前提。文章利用声发射与光纤光栅传感技术对岩溶塌陷形成过程展开模型试验,甄别与筛选声发射关键信号特征,并...
岩溶塌陷是土体损伤孔洞发育并最终导致盖层失稳的动力地质过程,故查明土体损伤特征及演化过程是提出有效监测预警方法的重要前提。文章利用声发射与光纤光栅传感技术对岩溶塌陷形成过程展开模型试验,甄别与筛选声发射关键信号特征,并建立其与岩溶塌陷的响应机制。试验结果表明:(1)大雨条件下岩溶塌陷的形成演化过程里,覆盖层深部声发射信号振铃计数较浅部增大6.78~6.89倍,幅度增大1.02~1.12倍,能量扩大了4.45~16.60倍。在暴雨条件下,覆盖层深部声发射信号振铃计数较浅部增大14.85倍,幅度增大1.51倍,能量扩大了213.39倍;(2)大雨试验工况下是以土洞扩展并失稳破坏的蠕变破坏型岩溶塌陷,暴雨试验工况下是土层整体错断坍塌的压剪断裂型岩溶塌陷,不同塌陷类型的声发射信号特征有明显差异;(3)岩溶塌陷过程中会出现土体滑移、层面错动、孔洞发育和塌陷四类信号波形,信号波形释能幅值、上升与下降时间、波形持续时间等与岩溶塌陷演化过程土体变形密切相关;(4)岩溶塌陷过程中声发射频谱信号波形为高频窄脉冲,其中土体滑移、层面错动、孔洞发育和塌陷等四类信号频域能量分别集中在50 kHz和20 kHz左右的高频区段;(5)声发射累计振铃计数与覆盖层孔隙水压力、土压力和土体位移的变化过程存在紧密的关联性,在土体变形与塌陷时会导致声发射振铃计数增加或突发性跃迁现象,因此证明声发射技术用于岩溶塌陷监测预警是可行的。
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关键词
岩溶塌陷
降雨条件
声发射
信号特征
监测预警
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职称材料
岩溶塌陷机理研究进展
被引量：
17
2
作者
蒋小珍
冯涛
+4 位作者
郑志文
雷明堂
张伟
马骁
伊小娟
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期517-527,共11页
岩溶塌陷机理是开展岩溶塌陷监测、预警、防控及治理工作的基础。长期以来,岩溶塌陷机理研究都是以事后调查的定性推测为主,缺乏必要的科学观测数据支持,导致目前的岩溶塌陷机理仍然处于假设阶段,并成为岩溶塌陷灾害监测预警与防治方面...
岩溶塌陷机理是开展岩溶塌陷监测、预警、防控及治理工作的基础。长期以来,岩溶塌陷机理研究都是以事后调查的定性推测为主,缺乏必要的科学观测数据支持,导致目前的岩溶塌陷机理仍然处于假设阶段,并成为岩溶塌陷灾害监测预警与防治方面的理论瓶颈问题。文章总结了近年来国内外岩溶塌陷机理的最新研究进展,提出目前的岩溶塌陷机理都可以归结为土岩体的渗透变形,但其临界或破坏指标还需进一步探讨,此外指出随着高频采样的水压力、加速度计及声波等传感器的实用化,塌陷机理研究将面临着从静水压力到动水压力方面的挑战,并且压力脉动造成的气蚀破坏、共振破坏也将是下步探究的重点。
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关键词
岩溶塌陷
形成机理
渗透变形
动水压力
气蚀
共振
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职称材料
极端降雨条件诱发覆盖型岩溶塌陷成因机理与临界判据研究
3
作者
潘宗源
舒睿
+5 位作者
戴建玲
蒙彦
雷明堂
贾龙
马骁
白冰
《中国岩溶》
2025年第3期587-597,共11页
近年来,极端降雨条件诱发岩溶塌陷的问题日益凸显,故亟需开展极端降雨条件下岩溶塌陷形成机理的研究。本文通过室内模型试验,分析了不同降雨条件下覆盖层孔隙水压力、土压力与位移量变化规律,探究了极端降雨条件下岩溶塌陷的形成演化过...
近年来,极端降雨条件诱发岩溶塌陷的问题日益凸显,故亟需开展极端降雨条件下岩溶塌陷形成机理的研究。本文通过室内模型试验,分析了不同降雨条件下覆盖层孔隙水压力、土压力与位移量变化规律,探究了极端降雨条件下岩溶塌陷的形成演化过程、塌陷类型与致塌因素。结果表明:(1)降雨过程覆盖层孔隙水压力、土压力和位移量具较好的协同变化规律,且与岩溶塌陷形成演化具较好的相关性。随着降雨强度和循环次数的增加,孔压与土压亦随之增大;位移量的变化表征着岩溶塌陷的形成过程;(2)极端降雨条件下岩溶塌陷类型可分为蠕变破坏型和压剪断裂型两种类型,前者孔隙水压力与土压力为峰丛起伏形态,波动曲线基底不断升高,深层位移量呈先升后降的趋势,浅层和中层位移量则随降雨持续而逐次递增;后者孔压、土压和位移量呈孤峰型,先是在短期内急剧增大然后再迅速降低;(3)蠕变破坏型岩溶塌陷是软化、饱水增荷与损伤等效应循环与累积的结果,压剪断裂型则是以饱水增荷与损伤为主要致塌动力的塌陷类型;(4)覆盖层厚度与岩溶塌陷临界判据条件呈正相关性,厚度越大覆盖层抗塌性越好。
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关键词
极端降雨
岩溶塌陷
模型试验
成因机理
临界判据
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职称材料
题名
基于声发射技术的岩溶塌陷监测预警试验研究
被引量：
1
1
作者
潘宗源
戴建玲
文日海
蒙彦
蒋小珍
马骁
白冰
吴远斌
张心
机构
中国
地质
科学院
岩溶
地质
研究所/自然资源部、广西
岩溶
动力学重点实验室/联合国教科文组织国际
岩溶
研究
中心
中国地质调查局岩溶塌陷防治创新中心
广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站
桂林理工大学土木与建筑工程学院
广西壮族自治区桂林水文
地质
工程
地质
勘察院有限公司
出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1166-1178,共13页
基金
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2021003)
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2023016、2023017)
+4 种基金
中国地质科学院基本科研业务费项目(JKYQN202369)
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2023013)
广西自然科学基金资助项目(2023GXNSFAA026432)
广西重点研发计划项目(桂科AB23026028)
中国地质调查局地质调查项目(DD20230441)。
文摘
岩溶塌陷是土体损伤孔洞发育并最终导致盖层失稳的动力地质过程,故查明土体损伤特征及演化过程是提出有效监测预警方法的重要前提。文章利用声发射与光纤光栅传感技术对岩溶塌陷形成过程展开模型试验,甄别与筛选声发射关键信号特征,并建立其与岩溶塌陷的响应机制。试验结果表明:(1)大雨条件下岩溶塌陷的形成演化过程里,覆盖层深部声发射信号振铃计数较浅部增大6.78~6.89倍,幅度增大1.02~1.12倍,能量扩大了4.45~16.60倍。在暴雨条件下,覆盖层深部声发射信号振铃计数较浅部增大14.85倍,幅度增大1.51倍,能量扩大了213.39倍;(2)大雨试验工况下是以土洞扩展并失稳破坏的蠕变破坏型岩溶塌陷,暴雨试验工况下是土层整体错断坍塌的压剪断裂型岩溶塌陷,不同塌陷类型的声发射信号特征有明显差异;(3)岩溶塌陷过程中会出现土体滑移、层面错动、孔洞发育和塌陷四类信号波形,信号波形释能幅值、上升与下降时间、波形持续时间等与岩溶塌陷演化过程土体变形密切相关;(4)岩溶塌陷过程中声发射频谱信号波形为高频窄脉冲,其中土体滑移、层面错动、孔洞发育和塌陷等四类信号频域能量分别集中在50 kHz和20 kHz左右的高频区段;(5)声发射累计振铃计数与覆盖层孔隙水压力、土压力和土体位移的变化过程存在紧密的关联性,在土体变形与塌陷时会导致声发射振铃计数增加或突发性跃迁现象,因此证明声发射技术用于岩溶塌陷监测预警是可行的。
关键词
岩溶塌陷
降雨条件
声发射
信号特征
监测预警
Keywords
karst collapse
rainfall
acoustic emission
time-frequency characteristic
monitoring and early warning
分类号
P642.25 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
岩溶塌陷机理研究进展
被引量：
17
2
作者
蒋小珍
冯涛
郑志文
雷明堂
张伟
马骁
伊小娟
机构
中国
地质
科学院
岩溶
地质
研究所/
中国地质调查局岩溶塌陷防治创新中心
中铁二院工程集团有限责任公司
广东省
地质
环境监测总站
出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期517-527,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42077273)
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2021003)。
文摘
岩溶塌陷机理是开展岩溶塌陷监测、预警、防控及治理工作的基础。长期以来,岩溶塌陷机理研究都是以事后调查的定性推测为主,缺乏必要的科学观测数据支持,导致目前的岩溶塌陷机理仍然处于假设阶段,并成为岩溶塌陷灾害监测预警与防治方面的理论瓶颈问题。文章总结了近年来国内外岩溶塌陷机理的最新研究进展,提出目前的岩溶塌陷机理都可以归结为土岩体的渗透变形,但其临界或破坏指标还需进一步探讨,此外指出随着高频采样的水压力、加速度计及声波等传感器的实用化,塌陷机理研究将面临着从静水压力到动水压力方面的挑战,并且压力脉动造成的气蚀破坏、共振破坏也将是下步探究的重点。
关键词
岩溶塌陷
形成机理
渗透变形
动水压力
气蚀
共振
Keywords
karst collapse
formation mechanism
seepage deformation
hydrodynamic pressure
cavitation damage
resonance damage
分类号
P642.25 [天文地球—工程地质学]
在线阅读
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职称材料
题名
极端降雨条件诱发覆盖型岩溶塌陷成因机理与临界判据研究
3
作者
潘宗源
舒睿
戴建玲
蒙彦
雷明堂
贾龙
马骁
白冰
机构
中国
地质
科学院
岩溶
地质
研究所/
中国地质调查局岩溶塌陷防治创新中心
出处
《中国岩溶》
2025年第3期587-597,共11页
基金
广西自然科学基金资助项目(2023GXNSFAA026432)
广西重点研发计划项目(桂科AB23026028)
+4 种基金
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2023016,2023017)
中国地质科学院基本科研业务费项目(JKYQN202369)
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2023013)
中国地质调查局地质调查项目(DD20230441)
中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2021003)。
文摘
近年来,极端降雨条件诱发岩溶塌陷的问题日益凸显,故亟需开展极端降雨条件下岩溶塌陷形成机理的研究。本文通过室内模型试验,分析了不同降雨条件下覆盖层孔隙水压力、土压力与位移量变化规律,探究了极端降雨条件下岩溶塌陷的形成演化过程、塌陷类型与致塌因素。结果表明:(1)降雨过程覆盖层孔隙水压力、土压力和位移量具较好的协同变化规律,且与岩溶塌陷形成演化具较好的相关性。随着降雨强度和循环次数的增加,孔压与土压亦随之增大;位移量的变化表征着岩溶塌陷的形成过程;(2)极端降雨条件下岩溶塌陷类型可分为蠕变破坏型和压剪断裂型两种类型,前者孔隙水压力与土压力为峰丛起伏形态,波动曲线基底不断升高,深层位移量呈先升后降的趋势,浅层和中层位移量则随降雨持续而逐次递增;后者孔压、土压和位移量呈孤峰型,先是在短期内急剧增大然后再迅速降低;(3)蠕变破坏型岩溶塌陷是软化、饱水增荷与损伤等效应循环与累积的结果,压剪断裂型则是以饱水增荷与损伤为主要致塌动力的塌陷类型;(4)覆盖层厚度与岩溶塌陷临界判据条件呈正相关性,厚度越大覆盖层抗塌性越好。
关键词
极端降雨
岩溶塌陷
模型试验
成因机理
临界判据
Keywords
extreme rainfall conditions
covered karst collapse
model testing
genetic mechanism
critical criteria
分类号
P642.25 [天文地球]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于声发射技术的岩溶塌陷监测预警试验研究
潘宗源
戴建玲
文日海
蒙彦
蒋小珍
马骁
白冰
吴远斌
张心
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
岩溶塌陷机理研究进展
蒋小珍
冯涛
郑志文
雷明堂
张伟
马骁
伊小娟
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2023
17
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
极端降雨条件诱发覆盖型岩溶塌陷成因机理与临界判据研究
潘宗源
舒睿
戴建玲
蒙彦
雷明堂
贾龙
马骁
白冰
《中国岩溶》
2025
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职称材料
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