[发明专利]一种基于微震视应力的岩质边坡变形预警方法

说明书

本发明提供了一种基于微震视应力的岩质边坡变形预警方法，步骤如下：①将ESG微震监测系统安装布置在监测区域；②对监测区域进行爆破开挖施工，爆破开挖施工会诱导监测区域会产生微震事件，通过ESG微震监测系统对监测区域进行监测；③在监测过程中，当监测区域中的局部区域在4天之内产生的高视应力微震事件≥2个/局部区域时，分别对该局部区域作平均微震视应力与累积微震视体积随时间变化的曲线图，若曲线图中，出现了平均微震视应力曲线由平缓状态急剧上升至峰值后急剧下降，与此同时累积视体积曲线由平缓状态转变为不断上升的状态，则对该局部区域作出岩质边坡变形预警。该方法可有效提高对岩质边坡变形预警的准确性。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，特别涉及一种基于微震视应力的岩质边坡变形预警方法。

背景技术

岩体在受到外界的扰动应力激励后，其内部会产生局部弹塑性能集中现象，当能量积聚到某一临界值后，就会引起岩体微裂隙的产生与扩展，微裂隙的产生与扩展伴随着弹性波或应力波的释放并在周围岩体中快速传播，这种弹性波在地质上称为微震。微震监测技术是通过在监测区域布置传感器来采集弹性波信息，通过反演方法得到岩体微震发生的时刻、位置和性质，通过分析这些微震信号来对监测对象的破坏状况、安全状况等作出评价，从而为预报和控制灾害提供依据。岩体在产生宏观变形前会有微裂隙产生，通过微震监测技术可对岩体变形进行预警。变形预警的目的是为了能在工程岩体发生宏观变形失稳破坏前获取前兆信息，及时采取措施，阻止灾害发生。

传统的预警方法主要利用微震事件的聚集程度来圈定潜在危险区域，若监测区域的某个局部的微震事件越密集，则说明该局部区域越容易发生失稳破坏。这种预警方法在深部地层中应用取得了较为显著的效果，为深部地下空间稳定性分析提供了有力的支撑。但是，对于低地应力的浅层岩体，特别是岩质边坡，由于大面积临空面的形成，致使岩体发生破坏的机制复杂，裂隙的萌生、发育、扩展、贯通会受到多种因素的影响。在不同的施工强度下，浅层岩体，特别是岩质边坡中的不同部位微震事件发生频率大致相同，传统的预警方法难以对岩质边坡整体的稳定性做出正确的评估，同时，根据地应力理论，浅层岩体的地应力低于深部岩体，微破裂聚集现象不如深部岩体明显，传统预警方法对浅层岩体的局部变形预警效果也不理想，容易导致因微震事件数少而不引起重视的错误判断。目前，基于微震监测技术的浅层岩体变形预警方法仍然处于探索阶段，若能针对岩质边坡的变形提出更准确的预警方法，对于工程实践中提高对岩质边坡施工的安全性、减少或阻止灾害的发生将产生积极的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于微震视应力的岩质边坡变形预警方法，以提高对岩质边坡变形预警的准确性。

本发明提供的基于微震视应力的岩质边坡变形预警方法，步骤如下：

①圈定岩质边坡区域作为监测区域，将ESG微震监测系统的传感器安装在监测区域，传感器至少为4个，各传感器形成空间网状结构分布并将监测区域覆盖，将各传感器与ESG微震监测系统的采集仪相连，然后将所述采集仪与ESG微震监测系统的主机部分相连；

②对监测区域进行爆破开挖施工，爆破开挖施工会诱导监测区域会产生微震事件，通过ESG微震监测系统对监测区域进行监测，测定监测区域产生的微震事件的震源位置及微震视应力σ_a，将微震视应力σ_a≥30kPa的微震事件记作高视应力微震事件，当监测区域在连4天之内产生的高视应力微震事件的数量≥4个时，调整爆破开挖强度或/和对开挖区的支护强度以减小施工对监测区域的扰动，使监测区域在4天之内产生的高视应力微震事件的数量不超过3个；

③在步骤②的监测过程中，当监测区域中的至少1个局部区域在4天之内产生的高视应力微震事件≥2个/局部区域时，则分别对产生高视应力微震事件的各局部区域分别按照以下的方法进行分析：