CN103198619B - 岩体滑坡的动力监测预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用动力增量位移响应比参数检测岩体边坡稳定性与预警预报边坡失稳的方法。本发明的岩体滑坡的动力监测预警方法，包括如下步骤：（1）待检测边坡几何要素与滑动面的测绘、滑坡体自重的确定；（2）边坡下滑动力与位移监测点的设计与布置；（3）边坡下滑动力与下滑位移响应的监测与确定；（4）边坡下滑动力加载率参数的确定；（5）边坡下滑位移响应率参数的确定；（6）滑坡动力增量位移响应率参数确定；（7）边坡稳定性动力增量位移响应率判据的确定；（8）边坡稳定性监测与监测预警。本发明将极限平衡法稳定性系数与位移时序分析法及位移预测参数的特点进行有机耦合，并克服了其传统方法的局限。

Description

岩体滑坡的动力监测预警方法

技术领域

本发明属于岩体边坡稳定性检测与滑坡灾害监测预警技术领域，特别涉及采用动力增量位移响应比参数检测岩体边坡稳定性与预警预报边坡失稳的方法。

背景技术

边坡失稳的预测预报是地质灾害监测预警与防治领域重要技术难题，其中，边坡失稳预报的核心是预报方法与预报判据。从国内外边坡稳定性研究的现状可以看出，目前在边坡稳定性各种预测方法与检测预警预报模型中，极限平衡力学检测方法、位移时序预测理论和边坡下滑动力监测方法是滑坡与边坡工程设计中采用的三种重要方法，并在各类工程实践及监测预警预报中发挥了重要作用。

极限平衡力学检测方法是建立在边坡失稳机理与受力条件清晰明确基础上的力学检测模型，虽然具有明确的失稳判据，即稳定系数F_S＝1，用边坡实际稳定系数与1的关系程度来判别边坡是否稳定及相应的稳定程度。但是，仅在检测模型中准确引入滑移边界条件和坡体及滑面的物理力学性质指标，使得该类检测方法回避了坡体变形协调关系以及相应的本构关系，即仅关注边坡破坏瞬间的变形机制，而不关注边坡随时间推移而产生变形的过程，缺乏明确时间预警预报功能，同时，建模的局限与苛刻条件均给极限平衡力学检测方法准确检测和实际应用带来很大的困难，特别对很难取样和室内测试的土石混杂堆积层滑坡更易造成误判和错判。

位移时序预测理论是以监测位移和位移速率及其随时间变化作为边坡是否稳定和稳定程度的判识标准与检测依据。由于位移和位移速率时序关系只能反映边坡变形随时间的变化规律，而反映不了决定边坡变形与稳定性的综合下滑动力的大小与变化，这导致该参数及其变化与边坡稳定性状态及演化规律并不存在确定性的一一对应关系。对实际复杂边界条件的滑坡，其位移时序曲线易受动力因素和环境因素等的干扰而常呈现出多期加速阶梯状振荡型变化，而每次振荡加速变形并不一定预示滑坡的整体失稳，而且缺乏明确的失稳判据，使得此方法在检测边坡稳定性与预警预报边坡失稳方面表现出很大局限性。

边坡下滑动力监测方法采用“可测力学系统”对边坡的内部动力进行监测，通过对其内部动力的不断变化的趋势性对研究边坡进行稳定性检测和预测预报。本方法虽能直接获取边坡内部动力变化，但是滑坡内部动力情况复杂多变，难以采用单一动力监测对研究边坡进行预测预报，而且，不同类型和规模的滑坡其临界下滑动力的大小各不相同，因此缺乏明确的失稳动力判据，因而易导致滑坡稳定性的错判和误判。

鉴于上述情况，在边坡稳定性检测和滑坡的预警预报中，寻求选择能真正反映此类滑坡变形破坏本质特征的位移动力参数与监测预警方法，在滑坡灾害预警预报与防治中具有重要的实际意义与应用价值。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种岩体滑坡的动力监测预警方法，其根据边坡位移失稳动力灾变机理，将极限平衡法稳定性系数、位移时序分析法位移预测参数的特点与边坡下滑动力监测方法进行有机耦合，在利用预应力测试锚索实时监测边坡内部动力变化和位移响应规律基础上，提出运用滑坡动力增量位移响应比作为其稳定性检测与监测预警参数，并以此建立边坡稳定性检测模型与失稳判据，采用此动力预测预报参数和监测方法对边坡稳定性进行检测与失稳时间进行预警预报。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括如下步骤：

(1)待检测边坡几何要素与滑动面的测绘、滑坡体自重的确定；

(2)边坡下滑动力与位移监测点的设计与布置；

(3)边坡下滑动力与下滑位移响应的监测与确定；

(4)边坡下滑动力加载率参数的确定；

(5)边坡下滑位移响应率参数的确定；

(6)滑坡动力增量位移响应率参数确定；

(7)边坡稳定性动力增量位移响应率判据的确定；

(8)边坡稳定性监测与监测预警。

第一步：待检测边坡几何要素与滑动面的测绘、滑坡体自重W的确定：

按照《岩土工程勘察规范》(GB50021)和《建筑边坡工程技术规范》(GB50330)确定边坡相关要素的具体步骤如下：

1)确定潜在滑动面(软岩夹层)位置、厚度d(m)、滑动面倾斜长度l(m)、内摩擦角加权平均值粘聚力加权平均值及其与水平面的夹角α(°)，为下一步布置预应力测试锚索的入土长度提供依据。

2)确定边坡滑移面上坡体的形状、待检测边坡坡面与水平面的夹角β(°)、待检测边坡滑动面坡脚点到顶面沿线的垂直距离H(m)以及边坡的有效宽度L(m)和岩体坡体的平均重度

3)滑坡体自重W的确定:利用已测定的参数确定潜在滑动面位置之上的整个滑坡体的自重：

$W=1/2\·\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}\·H\·H\·(1/\tan \mathrm{\α}-1/\tan \mathrm{\β})\·L$

第二步：边坡下滑动力与位移监测点的设计与布置

利用第一步求得的滑坡体自重W确定边坡下滑动力与位移监测点的布置，其具体步骤如下：

1)预应力测试锚索的选择：根据《混凝土结构设计规范》(GB50010)要求及附录可选用钢绞线作为预应力测试锚索入岩土的部分，种类采用1*7标准型(直径21.6mm、截面积285mm)；岩体边坡以外的部分即锚定板部分采用装有压力计(表)的压力式弹簧，以保证岩体的变形不受预应力测试锚索影响及改变其边坡原有初始的下滑动力和位移系统，以此建立边坡下滑动力变化监测系统。

2)确定预应力测试锚索根数，即监测点的个数[N]：采用上步中预应力测试锚索确定单个1*7钢绞线最大承受拉力F_max，并将预应力测试锚索按一定角度θ(°)从上步选定的边坡监测点位置打入待检测边坡，并通过潜在滑动面位置，则监测点的个数[N]＝(Wsinα)/F_max，其锚固长度按照《岩土锚索技术规程》设计计算。这样可以保证在坡体失稳之前预应力测试锚索不会被拉断、拉出而导致监测失败。

3)监控剖面与监测点选择：单个监测剖面按照坡面等分为四或五份，其中中间三或四个等分点为此监测剖面的边坡监测点数，即四或五等分点为剖面监测点，形成监控剖面。则总监测剖面数为：[M]＝[N]/3或[M]＝[N]/4，利用求得的[M]按L长度方向均分为[M]份即可，便最终得到监测边坡的实际监测点位置与个数[N]。边坡位移变形监测装置GPS埋设在岩体边坡主滑移面对应的边坡监测点上，位移基准点选择在无扰动的区域，建立边坡位移变化监测系统。

第三步：边坡下滑动力与下滑位移响应的监测与确定

边坡下滑动力与位移监测具体步骤如下：

1)为使与岩体紧密结合需要对每个监测点上的预应力测试锚索设定初始锚固预应力，其强度大小采用如下方法确定：

F₀＝1/[N]*[(0.05～0.15)W*sinα]

2)运用动力监测系统和位移监测系统，以一定监测周期T同时对预应力测试锚索拉力F和边坡下滑位移变化进行监测。经过设定初始锚固预应力的锚索可以监测边坡在变形过程中边坡下滑动力变化，即根据预应力测试锚索拉力F与边坡软弱滑移面上的下滑动力W_t的关系式，可确定边坡下滑动力为：

其中，W_t为沿滑移面的下滑动力(KN)，利用前后两次监测值可确定边坡下滑动力的变化值为：

通过位移监测系统获得岩体边坡坡体水平与竖直方向位移，并利用公式：求其滑移方向的合位移值。

3)利用EXCEl表格处理软件与W_t公式程序，对监测到的数据进行处理，获得滑移面合动力与合位移变化值，并制作数据表格。

第四步：边坡下滑动力加载率参数的确定

将边坡下滑动力变化值ΔW_t与其初始下滑动力值之比定义为滑坡下滑动力加载率，即：ΔW_t/W₀。其中，边坡下滑动力变化值ΔW_t为监测时间i的下滑动力监测值与监测时间i-1的下滑动力监测值之差，即：

ΔW_t＝W_ti-W_ti-1

其中，初始预应力W₀定义为边坡的初始下滑动力监测值。由于岩体边坡内部总下滑动力变化与单个预应力测试锚杆变化相同，可用所有预应力测试锚杆监测的平均值确定边坡下滑动力加载率参数，并建立下滑动力加载率数据表格。

第五步：边坡下滑位移响应率参数的确定

将位移监测系统所监测下滑位移响应变化值ΔS与其初始下滑位移响应值S₀之比定义位移响应率，即：ΔS/S₀。其中，边坡下滑位移响应变化值为监测时间i的下滑位移响应监测值与监测时间i-1的下滑位移响应监测值之差，并具有与边坡下滑动力变化值ΔW_t一一对应的关系，即：

ΔS＝S_i-S_i-1

其中，初始位移响应值S₀定义为边坡的初始下滑位移响应监测值，最后利用公式ΔS/S₀确定边坡位移响应率参数，并建立位移响应率数据表格。

第六步：滑坡动力增量位移响应率参数确定

将边坡下滑位移响应率与边坡下滑动力加载率之比定义为边坡动力增量位移响应率，确定边坡动力增量位移响应率参数如下：

$\mathrm{DIDRR}=\left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{S_0}\right)/\left(\frac{\mathrm{\Δ}{W}_t}{W_0}\right)=\left(\frac{S_i-S_{i-1}}{S_0}\right)/\left(\frac{W_{\mathrm{ti}}-W_{\mathrm{ti}-1}}{W_0}\right)$

第七步：边坡稳定性动力增量位移响应率判据的确定

根据弹塑性力学基本原理，当材料处于弹性变形稳定状态时，其边坡位移响应率与边坡下滑动力加载率近似线性关系；当材料进入塑性变形不稳定阶段时，其边坡位移响应率将大于边坡下滑动力加载率，且材料越不稳定，其边坡位移响应率与边坡下滑动力加载率比值越大。因此，依据上述基本原理，提出可运用动力增量位移响应率对边坡稳定性进行检测和预测预报，即当DIDRR＝1时，则表明边坡处于稳定状态；当DIDRR＞1时，则表明边坡系统偏离稳态，处于不稳定状态；当DIDRR出现突变并趋于无穷大，表明滑坡即将整体失稳。

第八步：边坡稳定性检测与监测预警

运用第七步确定的边坡稳定性动力增量位移响应率参数，可对边坡稳定性进行检测与监测预警。其检测与监测预警方法与步骤如下：

1)统计和确定动力增量位移响应率时序序列的平均值

$\stackrel{\‾}{\mathrm{DIDRR}}=\frac{1}{k}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DIDRR}}_i$

2)确定动力增量位移响应率时序序列均方差σ：

$\mathrm{\σ}=\sqrt{\frac{1}{k-1}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{DIDRR}}_i-\stackrel{\‾}{\mathrm{DIDRR}})}^2}$

3)若DIDRR以1为基准点上下波动时，则表明边坡处于稳定状态；

若则检测边坡处于不稳定阶段初期；

若则检测边坡处于不稳定阶段加速变形期；

若则检测边坡处于整体滑移阶段；

若DIDRR出现突变，即DIDRR→∞时，则可预测边坡即将趋于失稳。

本发明利用预应力测试锚索实时监测边坡下滑动力和位移响应变化规律，探索和确定一种适合岩体边坡特点和失稳动因的灾变动力预测参数与检测方法。该灾变动力预测方法既可避免物理力学模型建模的复杂过程与苛刻条件，又能刻画反映滑坡位移失稳动因和监测其稳定性动态演化过程，并且还具有相对稳定统一的失稳判据。将极限平衡法稳定性系数与位移时序分析法及位移预测参数的特点进行有机耦合，从而继承了上述三类传统方法的优点，并克服了其传统方法的局限，体现了该发明方法的集成性、综合性和实用性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为岩体边坡几何要素及监测布置模型示意图；

图3为岩体边坡某一监测剖面示意图；

图4为岩体边坡力学关系及位移关系示意图；

图5为动力增量位移响应比时间与判据曲线示意图。

图中：1.监测边坡；2.预应力测试锚索；3.滑移面；4.选定的边坡监测点；5.位移变化监测设备GPS；6.锚索应力计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，以某滑坡为例进行详细说明。

该滑坡为某有限责任公司西露天煤矿，露天矿开采前地势基本上呈西高东低形态。采矿作业推进方向，即矿坑扩展方向自东向西由低向高发展。东侧为非工作帮，是山麓与平原的交界处；西侧为工作帮。采矿作业推进方向自山丘与平地交接处开始，目前处于生产后期，边坡稳定问题已经成为制约露天矿生产的决定性因素。自2006年11月开始到2007年02月(因坡体失稳)，运用预应力测试锚索对该岩体边坡下滑动力和位移响应变化规律进行了监测，并采用动力增量位移响应比参数与检测方法对该边坡稳定性进行了检测与监测预警，具体实施方案与过程如下：

第一步：待检测边坡几何要素与滑动面的测绘与滑坡体自重W的确定：

按照《岩土工程勘察规范》(GB50021)和《建筑边坡工程技术规范》(GB50330)确定边坡相关要素的具体步骤如下：

1)确定潜在滑动面(软岩夹层)位置、厚度d＝0.5m、滑动面倾斜长度l＝100m、内摩擦角加权平均值粘聚力加权平均值及其与水平面的夹角α＝30(°)，为下一步布置预应力测试锚索的入土长度提供依据。

2)确定边坡滑移面上坡体的形状、待检测边坡坡面与水平面的夹角β＝45(°)、待检测边坡滑动面坡脚点到顶面沿线的垂直距离H＝50(m)以及边坡的有效宽度L＝65(m)和岩体坡体的平均重度

3)滑坡体自重W的确定:利用已测定的参数确定潜在滑动面位置之上的整个滑坡体的自重：

第二步：边坡下滑动力与位移监测点的设计与布置

利用第一步求得的滑坡体自重W确定边坡下滑动力与位移监测点的布置，其具体步骤如下：

1)预应力测试锚索的选择：根据《混凝土结构设计规范》(GB50010)要求及附录可选用钢绞线作为预应力测试锚索入岩土的部分，种类采用1*7标准型(直径21.6mm、截面积285mm)；岩体边坡以外的部分即锚定板部分采用装有压力计(表)的压力式弹簧，以保证岩体的变形不受预应力测试锚索影响及改变其边坡原有初始的下滑动力和位移系统，以此建立边坡下滑动力变化监测系统。

2)确定预应力测试锚索根数，即监测点的个数[N]：采用上步中预应力测试锚索确定单个1*7钢绞线最大承受拉力F_max＝1860*285*7≈3700KN，并将预应力测试锚索按一定角度θ＝10(°)从上步选定的边坡监测点位置打入待检测边坡，并通过潜在滑动面位置，则监测点的个数[N]＝(Wsin10°)/F_max＝50，其锚固长度按照《岩土锚索技术规程》设计计算。这样可以保证在坡体失稳之前预应力测试锚索不会被拉断、拉出而导致监测失败。

3)监控剖面与监测点选择：单个监测剖面按照坡面等分为五份，其中中间四个等分点为此监测剖面的边坡监测点数，即五等分点为剖面监测点，形成监控剖面。则总监测剖面数为：[M]＝[N]/4＝50/4＝13，利用求得的[M]＝13按L＝65m长度方向均分为13份即可，便最终得到监测边坡的实际监测点位置与个数[N]＝52。边坡位移变形监测装置GPS埋设在岩体边坡主滑移面对应的边坡监测点上，位移基准点选择在无扰动的区域，建立边坡位移变化监测系统。

第三步：边坡下滑动力与位移的确定与监测

边坡下滑动力与位移监测具体步骤如下：

1)为使与岩体紧密结合需要对每个监测点上的预应力测试锚索设定初始锚固预应力，其强度大小采用如下方法确定：

2)运用动力监测系统和位移监测系统，以一定监测周期T＝3同时对预应力测试锚索拉力F和边坡下滑位移变化进行监测。经过设定初始锚固预应力的锚索可以监测边坡在变形过程中边坡下滑动力变化，即根据预应力测试锚索拉力F与边坡软弱滑移面上的下滑动力W_t的关系式确定边坡下滑动力为：

其中，W_t为沿滑移面的法向下滑动力(KN)，利用前后两次监测值可确定边坡下滑动力的变化值为：

通过利用公式求其滑移方向的合位移值

3)利用EXCEl表格处理软件与W_t公式程序，对监测到的数据进行处理，岩体边坡合动力变化与单个预应力测试锚杆变化相同，可用所有预应力测试锚杆监测的平均值进行计算，并制作数据表格1。

表1某边坡监测点J₁系统采集数据EXCEL处理结果

注：T代表边坡监测时间；F代表监测锚杆的应力大小；S代表对应锚杆应力变化的位移响应

第四步：边坡下滑动力加载率参数的确定

将边坡下滑动力变化值ΔW_t与其初始下滑动力值之比定义为滑坡下滑动力加载率，即：ΔW_t/W₀。其中，边坡下滑动力变化值ΔW_t为监测时间i的下滑动力监测值与监测时间i-1的下滑动力监测值之差，即：

ΔW_t＝W_ti-W_ti-1

其中，初始预应力W₀定义为边坡的初始下滑动力监测值。并建立下滑动力加载率数据表格，见表2。

表2某边坡下滑引起的动力加载增量及下滑动力加载率值

注：T代表监测的时间；ΔW_t代表为边坡下滑引起的锚索动力加载增量；ΔW_t/W₀代表为下滑动力加载率值

第五步：边坡下滑位移响应率参数的确定

将位移监测系统所监测下滑位移响应变化值ΔS与其初始下滑位移响应值S₀之比定义位移响应率，即：ΔS/S₀。其中，边坡下滑位移响应变化值为监测时间i的下滑位移响应监测值与监测时间i-1的下滑位移响应监测值之差，并具有与边坡下滑动力变化值ΔW_t一一对应的关系，即：

ΔS＝S_i-S_i-1

其中，初始位移响应值S₀定义为边坡的初始下滑位移响应监测值，最后利用公式ΔS/S₀确定边坡位移响应率参数，并建立位移响应率数据表格，见表3。

表3某边坡下滑引起的位移响应增量ΔS及边坡位移响应率值

注：T代表监测的时间；ΔS代表边坡下滑引起的位移响应增量；ΔS/S₀边坡位移响应率值

第六步：滑坡动力增量位移响应率参数确定

将边坡下滑位移响应率与边坡下滑动力加载率之比定义为边坡动力增量位移响应率，确定边坡动力增量位移响应率参数如下：

$\mathrm{DIDRR}=\left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{S_0}\right)/\left(\frac{\mathrm{\ΔF}}{F_0}\right)=\left(\frac{S_i-S_{i-1}}{S_0}\right)/\left(\frac{F_i-F_{i-1}}{F_0}\right)$

其结果见表4。

第七步：边坡稳定性动力增量位移响应率判据的确定

由以上结果可以得出，此边坡的变形符合弹塑性力学基本原理，因此，依据其基本原理，可运用动力增量位移响应率对边坡稳定性进行检测和预测预报，即当DIDRR＝1时，则表明边坡处于稳定状态；当DIDRR＞1时，则表明边坡系统偏离稳态，处于不稳定状态；当DIDRR出现突变并趋于无穷大，表明滑坡即将整体失稳。

表4各个监测时间内边坡动力增量位移响应率参数取值表

注：T代表对边坡的监测时间；D代表各个监测时间内边坡动力增量位移响应比参数取值DIDRR

第八步：边坡稳定性检测与监测预警

根据第七步明确的边坡稳定性参数，可对边坡稳定性进行检测与监测预警。其检测与监测预警方法与步骤如下：

1)统计和确定动力增量位移响应率时序序列的平均值，利用公式 $\stackrel{\‾}{\mathrm{DIDRR}}=\frac{1}{k}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DIDRR}}_i$ 可得平均值为3.039；

表5动力增量位移响应比异常判据值

2)确定动力增量位移响应比时序序列响应率均方差，利用公式可得其均方差为5.073，见表5；

3)绘制动力增量位移响应率时序曲线与失稳判据曲线

由附图5可以看出，2007年1月初之前，该滑坡动力增量位移响应率大体上在1上下波动，则表明此边坡处于稳定状态；在2007年1月7日到2月7日期间，监测点的动力增量位移响应率开始增高，1月28日前后DIDRR＞8.112，表明边坡已进入加速变形阶段。在边坡失稳前动力增量位移响应比突然增大到DIDRR＞13.185，表明边坡已进入整体滑移阶段，之后DIDRR继续突变，预示着边坡即将趋于失稳。上述预测结果与该边坡实际失稳时间相吻合，表明运用动力增量位移响应率及其动力预测方法在滑坡监测预警与检测中具有重要的实用性和准确性。

Claims (4)

1.一种岩体滑坡的动力监测预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)待检测边坡几何要素与滑动面的测绘、滑坡体自重的确定；即：

1)确定潜在滑动面位置、厚度d、滑动面倾斜长度l、内摩擦角加权平均值粘聚力加权平均值及其与水平面的夹角α；

2)确定边坡滑移面上坡体的形状、待检测边坡坡面与水平面的夹角β、待检测边坡滑动面坡脚点到顶面沿线的垂直距离H以及边坡的有效宽度L和岩体坡体的平均重度

3)滑坡体自重W的确定:利用已测定的参数确定潜在滑动面位置之上的整个滑坡体的自重： $W=1/2\·\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}\·H\·H\·(1/\tan \mathrm{\α}-1/\tan \mathrm{\β})\·L;$

(2)边坡下滑动力与位移监测点的设计与布置；

(3)边坡下滑动力与下滑位移响应的监测与确定；

(4)边坡下滑动力加载率参数的确定；即：

将边坡下滑动力变化值ΔW_t与其初始下滑动力值之比定义为滑坡下滑动力加载率，即：ΔW_t/W₀，其中，边坡下滑动力变化值ΔW_t为监测时间i的下滑动力监测值与监测时间i-1的下滑动力监测值之差，即：ΔW_t＝W_ti-W_ti-1；其中，初始预应力W₀定义为边坡的初始下滑动力监测值；

(5)边坡下滑位移响应率参数的确定；即：

将位移监测系统所监测下滑位移响应变化值ΔS与其初始下滑位移响应值S₀之比定义位移响应率，即：ΔS/S₀，其中，边坡下滑位移响应变化值为监测时间i的下滑位移响应监测值与监测时间i-1的下滑位移响应监测值之差，并具有与边坡下滑动力变化值ΔW_t一一对应的关系，即：ΔS＝S_i-S_i-1；其中，初始位移响应值S₀定义为边坡的初始下滑位移响应监测值，最后利用公式ΔS/S₀确定边坡位移响应率参数，并建立位移响应率数据表格；

(6)滑坡动力增量位移响应率参数确定；即：

将边坡下滑位移响应率与边坡下滑动力加载率之比定义为边坡动力增量位移响应率，确定边坡动力增量位移响应率参数如下： $\mathrm{DIDRR}=\left(\frac{\mathrm{\ΔS}}{S_0}\right)/\left(\frac{{\mathrm{\ΔW}}_t}{W_0}\right)=\left(\frac{S_i-S_{i-1}}{S_0}\right)/\left(\frac{W_{\mathrm{ti}}-W_{\mathrm{ti}-1}}{W_0}\right);$

(7)边坡稳定性动力增量位移响应率判据的确定；即：

根据弹塑性力学基本原理，运用动力增量位移响应率对边坡稳定性进行检测和预测预报，即当DIDRR＝1时，则表明边坡处于稳定状态；当DIDRR＞1时，则表明边坡系统偏离稳态，处于不稳定状态；当DIDRR出现突变并趋于无穷大，表明滑坡即将整体失稳；

(8)边坡稳定性监测与监测预警。

2.根据权利要求1所述的岩体滑坡的动力监测预警方法，其特征在于，步骤(2)的具体方法如下：

1)岩体边坡上设有预应力测试锚索，预应力测试锚索入岩土的部分选用钢绞线，种类采用1*7标准型，直径21.6mm、截面积285mm；锚定板部分位于岩体边坡以外，采用装有压力计的压力式弹簧，保证岩体的变形不受预应力测试锚索影响及改变其边坡原有初始的下滑动力和位移系统，以此建立边坡下滑动力变化监测系统；

2)确定预应力测试锚索根数，即监测点的个数[N]：采用上步中预应力测试锚索确定单个1*7钢绞线最大承受拉力F_max，将预应力测试锚索按一定角度θ从上步选定的边坡监测点位置打入待检测边坡，并通过潜在滑动面位置，则监测点的个数[N]＝(Wsinα)/F_max，其锚固长度保证在坡体失稳之前预应力测试锚索不会被拉断、拉出而导致监测失败；

3)监控剖面与监测点选择：单个监测剖面按照坡面等分为四或五份，其中等分点数量为此监测剖面的边坡监测点数，即四或五等分点为剖面监测点，形成监控剖面；则总监测剖面数为：[M]＝[N]/3或[M]＝[N]/4，利用求得的[M]按L长度方向均分为[M]份即可，便最终得到监测边坡的实际监测点位置与个数[N]；边坡位移变形监测装置GPS埋设在岩体边坡主滑移面对应的边坡监测点上，位移基准点选择在无扰动的区域，建立边坡位移变化监测系统。

3.根据权利要求2所述的岩体滑坡的动力监测预警方法，其特征在于，步骤(3)的具体方法如下：

1)对每个监测点上的预应力测试锚索设定初始锚固预应力，使之与岩体紧密结合，其强度大小采用如下方法确定：F₀＝1/[N]*[(0.05～0.15)Wsinα]；

2)运用动力变化监测系统和位移变化监测系统，监测周期T内同时对预应力测试锚索拉力F和边坡下滑位移变化进行监测；经过设定初始锚固预应力的锚索监测边坡在变形过程中边坡下滑动力变化，根据预应力测试锚索拉力F与边坡滑移面上的下滑动力W_t的关系式，确定边坡下滑动力为：其中，W_t为沿滑移面的下滑动力，利用前后两次监测值可确定边坡下滑动力的变化值为：通过位移监测系统获得的岩体边坡坡体水平与竖直方向位移，并利用公式：求其滑移方向的合位移值；

3)对监测到的数据进行处理，获得滑移面合动力与合位移变化值，并制作数据表格。

4.根据权利要求1所述的岩体滑坡的动力监测预警方法，其特征在于，步骤(8)的具体方法如下：

1)统计和确定动力增量位移响应率时序序列的平均值 $\stackrel{\‾}{\mathrm{DIDRR}}:\stackrel{\‾}{\mathrm{DIDRR}}=\frac{1}{k}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DIDRR}}_i;$

2)确定动力增量位移响应率时序序列均方差σ： $\mathrm{\σ}=\sqrt{\frac{1}{k-1}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{DIDRR}}_i-\stackrel{\‾}{\mathrm{DIDRR}})}^2};$

3)若DIDRR以1为基准点上下波动时，则表明边坡处于稳定状态；

若则检测边坡处于不稳定阶段初期；

若则检测边坡处于不稳定阶段加速变形期；

若则检测边坡处于整体滑移阶段；

当DIDRR出现突变，即DIDRR→∞时，则可预测边坡即将趋于失稳。