深基坑支护施工安全监测预警技术

以国内外有关设计施工技术规程规范为基础，结合各地工程经验，对深基坑支护信息施工法安全监测的临界预警做了相应的分析和探讨。     

基于安全预警分级的基坑安全模糊评价研究

在基坑施工过程中,基坑围护结构设计的稳定安全系数是不可测的,因此,《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）和《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497－2009）要求不同安全等级基坑的施工过程中有不同类型的监测项目,并给予相应的安全预警值。由于施工监测项目数据的不同步性,为避免对施工过程安全状态的“突发性”以及应对不同安全状态措施的需要,提出了安全预警分级方法。根据监测项目的实测数据,采用模糊数学方法定义了广义稳定系数评估施工过程的安全状态,并给出了广义稳定系数的安全下限。基于实际工程的监测数据,分析了不同监测项目广义稳定系数的变化过程,指出了安全控制的重点监测内容。     

武汉城市地下空间工程地质研究

利用武汉市现有勘察资料,初步分析研究城市地下空间的物质载体及其空间组合关系,从空间岩土体工程地质性质和赋水条件入手,研究得出武汉城市地下空间的利用存在岩溶地面塌陷、地下水作用、软土变形三大工程地质问题。在此基础上进行地下空间利用区划,指出各区在地下工程建设中需要重点防范的工程地质问题和合理利用地下空间的方法。最后以武汉地铁首期工程为例,分析工程地质优势与问题,提出防范问题的措施建议。     

太浦河锑浓度异常预警指标研究

太浦河作为太湖流域的重要供水通道,长期以来重点都是关注水源地氨氮指标浓度,但2014年以来多次发生锑浓度异常事件,为太浦河水源地供水安全拉响了警报.根据近几年实践,在太浦河两岸地区企业锑污染物排放严格控制的情况下,锑浓度异常主要与地区降雨强度密切相关.研究结果表明,太浦河锑浓度异常预警指标设定为杭嘉湖区两日累计降雨量达...     

北京平原区地下空间建设地质安全监测问题探讨

北京平原区地质条件复杂,冲洪积扇及冲洪积平原相互交织、软弱土体(人工填土、软土)大面积分布,且浅表层地下水流场多变、各类地质灾害发育(活动断裂、地面沉降等),加大了地下空间建设难度,建设完成后易发生各类事故。如软弱土体地层稳定性较差,易发生较大地层形变甚至地面塌陷,破坏地下建(构)筑物结构;地下水水流场的变化,影响地下空间的抗浮稳定性及防渗性,在施工中可能遭遇突涌、施工中断甚至人员伤亡等严重后果;活动断裂产生的三维空间形变,兼具张拉、剪切和扭动的性质,使跨断裂的地下隧道变形,甚至能造成衬砌的断裂;地面沉降发生面积和沉降速率都呈上升的趋势,跨不均匀沉降区建设的地下轨道受沉降影响,出现异常位移或基础破坏等现象。同时,地下空间的建设,对其周边地质环境也会产生作用,产生一系列环境地质问题。如地下空间施工建设措施不当,改变岩土体原有的应力平衡,导致土体位移,产生地表沉降或变形,导致建筑物失稳、甚至破坏;砂质粉土黏粒含量少,饱和状态下受地铁振动易发生液化、流砂;地下管线的渗漏导致地下水受到污染;地下大型线性工程的建设阻断地下水流场,改变地下水环境等。本文拟阐述地质条件对地下空间建设的影响以及地下空间建设可能产生的地质环境问题,从这两个方面出发,提出地下空间建设监测的对象、监测体系及监测方法手段,研究地下空间建成后的地质安全保障。     

基于自振频率的监测预警指标确定方法

强震、极端气候条件和人类活动是滑坡发生的主要诱发因素。这些强扰动会使滑坡的物理参数和软弱结构面力学参数发生变化,从而影响滑坡的有效预警。在监测中如何直接有效分析滑坡在地震及降雨作用下力学参数的变化,是工程中亟需解决的一大难题。提出了地震等强扰动作用下一种新的识别滑坡安全指标的快速评价方法;运用激光测振技术,测定滑坡等不良地质体的自振频率;根据结构动力学理论,基于测得的自振频率,可定量反映出内部结构参数变化。根据简化的滑坡体模型,模拟滑坡在地震或强降雨等条件下潜在滑移面的抗滑应力损失。结果表明：由自振频率可以得到滑坡在受到较大扰动情况下的应力折减系数等监测指标;非接触式的快速监测能快速实现对滑坡体的评价。激光测振技术将会在防灾、减灾和抢险救灾等工程实际中发挥重要作用。     

中国钾盐资源安全评估与预警研究

钾盐是保障国家粮食安全的重要战略性矿产资源。从国家安全视角出发,构建了中国钾盐资源安全评估与预警指标体系,运用常权和变权评价模型评估了2001—2020年中国钾盐资源安全,并对2021—2030年钾盐资源安全进行预警。结果表明：2001—2007年由于储采比和储量指数较低,进口依存度和进口集中度较高,钾盐资源安全风险程度较高,处于不安全状态。2008—2020年随着储采比增加,进口依存度和进口集中度降低,风险程度稍有下降,处于基本安全或安全状态。2021—2030年中国钾盐资源安全预警评估值在5.08～6.28范围内,预警等级呈现黄色预警—蓝色预警—黄色预警的变化趋势。从风险提示来看,储量指数、进口依存度和进口集中度为影响中国钾盐资源安全的公共风险因素,需注意防范。     

河南灵宝大湖金矿滑坡监测与预警初探

针对大湖金矿滑坡的灾害发育、活动与危害现状,建立了滑坡监测网,进行了滑坡变形及降雨监测;在复杂地质地形条件下,结合降雨情况寻求滑坡与环境（降雨）之间的临界状态值,对大湖滑坡诱发因素进行比较深入的分析和探索,达到滑坡预报预警的目的。     

滑坡监测预警国内外研究现状及评述

本文从降雨临界值研究、监测技术方法、区域性监测预警系统三个方面对滑坡监测预警的国内外研究现状进行了回顾和总结。首先归纳了国内外28个国家或地区的滑坡降雨临界值及统计方法,三个模型——日降雨量模型、前期降雨量模型和前期土体含水状态模型,基本概括了当前降雨诱发滑坡临界值的确定方法;但由于降雨入渗触发滑坡的复杂性,不同机理的滑坡"需要"不同的降雨临界值;目前的研究趋势是对雨量雨强雨时—土体渗流场动态变化—土体抗剪强度变化的耦合关系进行研究。按监测对象的不同,滑坡监测可分为四大类,即位移监测、物理场监测、地下水监测和外部诱发因素监测;按监测手段的不同,则可分为人工监测、简易监测、专业监测三大类;目前国内外在滑坡监测技术、方法、手段上并无太大差距,专业仪器已成为常规设备,只是由于价格因素得不到普及;一些新技术如InSAR、三维激光扫描等能很快应用到滑坡监测领域;监测数据的采集和传输也都实现了自动化和远程化;监测和预警系统有向Web—GIS发展的趋势。利用一个地区的滑坡易发区划或危险区划,结合降雨临界值,可以设定不同的预警级别,在区内布设一定数量的雨量站,监测雨量加上预报雨量,就可进行滑坡预警预报,国内外的区域性降雨型滑坡监测预警大体都是这个思路和做法,该方法在对公众进行警示方面起到了良好效果,但由于预警的范围太大,在具体的单点防治上,难以做到有效。我国在近10年开展了大量的监测预警工作,并取得了丰硕的成果,但根据统计数据,其成功预警率却并不理想,这一方面表现在成功预警实例中专业预警所占比例过低,另一方面同时表现在发生的大量的地质灾害在已有的预警点之外。制约目前工作有效性的主要问题是滑坡隐患点的排查和识别问题,因为只有识别出了隐患点才能进行下一步的监测和预警,它是一切工作的基础。而解决这一问题的重要途径是分析区域上的滑坡发育规律,找到有效的隐患点识别技术方法,以及引进风险管理的概念,进行监测资源的合理分配和有效预警。     

矿井水情监测与水害风险预警平台设计与实现

任何矿井水害事故均会显现不同的预兆,为夯实水害智能预警基础,明晰了感知、辨识、评估、预测及相互逻辑关系的系统建设内涵,针对不同水害类型,根据其突水机理不同,设计三大类多模式水害典型场景,建立相应突水判据,提出了确定性理论精确预测与包括大数据及深度学习在内的非确定性趋势推测两类预测方法,为智能预警系统的预测预报、预警准则及阈值设置奠定理论基础。以陕西省彬长矿区亭南矿为例,建立了动态信息、静态信息及关联信息的指标体系,将地面水文动态监测单元、井下水情环境监测单元以及采掘工作面采动动态监测单元集成,构建原位采集和突水要素预兆感知系统,实施基于关键层电性参数动态监测、关键部位单点或多点多参数监测联合布置的突水前兆信息精准获取方案,采用确定性模拟模型和非确定性智能模型,实现水害预测预警功能,基于多源数据融合和空间联动分析技术,预警系统实现了井上下全空间水害风险预警“一张图”的可视化展示。实践表明,监测预警平台理论基础扎实,预测预警效果显著。     

考虑岩体劣化的大型地下厂房围岩变形动态监测预警方法研究

针对大型地下厂房洞室开挖后围岩力学参数发生劣化的事实,以及大型地下厂房允许变形无相关规范参考的缺陷,在分析地下厂房围岩失稳机制基础之上,基于强度折减法思想,提出大型地下厂房围岩劣化折减计算方法,建立围岩变形的动态预警路线体系。该体系应用屈服接近度指标确定围岩的劣化区域,折减劣化区域内的变形模量、凝聚力及抗拉强度值,在折减计算过程中依据围岩的变形、劣化区体积、释放能量三者之一发生突变作为围岩失稳判据,获得围岩失稳的变形预警值,并与现场变形监测值对比分析,从而实现围岩稳定状况的快速判别。地下厂房实例分析表明,该方法可为洞室稳定性判断提供定量依据,较好地满足了地下工程建设需要。     

基于表面位移的公路滑坡监测预警研究

公路滑坡是常见的地质灾害,但对运营期公路边坡进行长期监测并成功预警的实例却很少。主要原因是公路边坡点多、线长、规模小、缺乏详细的地质勘探资料、监测费用高、预警难度大。利用拉索触发式位移计对滑坡表面位移进行监测,精度可达1 mm,通过电信的GPRS公网实时传送到远程监控中心,全程自动化,且费用低。同时,利用有限元商用软件 PLAXIS的强度折减模块和塑性分析模块对不同参数组合进行计算,在缺乏滑坡岩土体强度参数、渗透系数、土-水特征曲线等资料的情况下,建立滑坡安全系数与表面监测位移的关系, 从而通过表面位移量的变化进行阶段式预警,并制定相应的预防措施。提出的方法已在湘西某高速公路滑坡获得应用。     

石膏矿区采空地面塌陷易发性分区与监测预警研究

邳州市邳北石膏矿区采空地面塌陷日益严重,为防治地质灾害,市政府于2016年进行了石膏矿区采空地面塌陷专项地质灾害防治规划。通过分析矿区已有资料、分析已发塌陷点和现场调查,阐述了采空区地面塌陷的特点与危害,并采用模糊综合评判方法对地面塌陷的易发性进行了分区。根据分区结果,结合人员密集程度,提出了区域采空区综合治理和地面塌陷地质灾害防治监测预警的措施和方法,为地质灾害防治工作提供依据。     

2004—2018年北京市突发地质灾害时空分布特点和监测预警状况

本文对北京市规划和自然资源委员会发布的《北京市环境公报》(2004—2018年)和北京市水务局发布的《北京市水资源公报》(2004—2018年)进行了全面梳理,详细分析了近15年来北京市突发地质灾害的类别构成和时空分布规律。北京市突发地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4种类型,其中崩塌是北京市发生数量最多的地质灾害。北京市突发地质灾害规模较小,分布广泛。大部分灾害发生在汛期,表明北京市突发地质灾害与降雨密切相关。极端强降雨发生后,不同类型灾害集中暴发。近年来,北京市突发地质灾害专业监测预警工作积极开展,并取得一定的成绩,但是相关的科研、监测预警技术等地灾防治工作仍需提升。本文的相关结论来源于真实数据的统计分析,可为北京市突发地质灾害监测预警工作提供客观数据支撑。     

我国城市地下空间安全问题探讨

随着我国城市地下空间大规模开发利用,地下空间施工、运营和管理过程中的安全事故不断发生,严重影响了城市的安全发展。本文总结了我国城市地下空间安全现状和不同地下空间设施类型的安全事故类型及产生原因,对地下空间施工、运营和管理中的安全问题进行了分析,重点分析了不同施工工艺诱发的各类地质灾害,不同类型的地质环境因素诱发的工程事故,地下空间运营期间结构老化、外部地质环境变化引起的安全问题,地下空间管理不到位导致的安全事故,并提出从管理和技术层面、监管层面、法律层面等多维度的防治建议,即：需要完善地下空间管理技术体系,建立完整的行政管理机构,健全城市地下空间法律法规。     

基于WEBGIS与三库一体模式的土壤盐渍化监测预警系统平台研发

随着计算机应用操作技术不断进步,软件技术的不断完善以及可视化技术的蓬勃发展,使WEBGIS系统的可操作性能越来越好。本文以新疆渭库绿洲盐渍地为背景,提出了基于GIS、网络技术与安全监测相结合的WEBGIS与"三库一体模式"技术的平台。首先根据大量野外实测数据、文献资料、人文经济数据、基础地理地质等数据建立SQL Server数据库,之后以集成适用于盐渍地特点的21种监测模型的模型库为主导,调用盐渍化分析方法,提取数据进行相关计算,对模型求解并辅助专家进行决策。本系统采用B/S模式,HTML(超文本标记语言)设计并建立盐渍化监测预警模型,分析评价盐渍化程度、影响及其发展趋势,从而开发出盐渍化监测与预警智能分析相结合的系统工程应用网络。系统实现了数据库的储存、分析和管理;盐渍化监测模型分析;信息结果发布等功能。提高了地理空间信息的表现力,促进了干旱区信息化应用水平和信息共享平台扩展,为区域可持续发展提供了强有力的技术支撑。