本发明公开了一种基于断裂力学的危岩崩塌预警方法与系统,根据裂缝开度监测图像与裂缝深度监测图像分别提取危岩的裂缝开度与危岩的裂缝深度,并计算断裂力学COD判据,COD是指裂缝闭合端面上二裂缝面间的裂缝张开位移δ,将裂缝张开位移δ与裂缝张开位移临界值δ
1.一种基于断裂力学的危岩崩塌预警方法,其特征在于,包括以下步骤:实时获取危岩的裂缝监测图像,包括裂缝开度监测图像与裂缝深度监测图像;根据所述裂缝开度监测图像与裂缝深度监测图像分别提取危岩的裂缝开度与危岩的裂缝深度;裂缝开度是指裂缝在裂缝开口端面上的宽度;裂缝深度是指从裂缝开口端面到裂缝闭合端面的距离;计算断裂力学COD判据,COD是指裂缝闭合端面上二裂缝面间的裂缝张开位移δ,根据危岩的裂缝开度V与危岩的裂缝深度a计算裂缝张开位移δ,按如下公式:式中,V为危岩的裂缝开度;a为危岩的裂缝深度;W为危岩体厚度,rp为塑性转动因子;将裂缝张开位移δ与裂缝张开位移临界值δc进行比较,若δ≥δc表明裂缝将发生扩展,危岩存在断裂风险,则发出危岩崩塌预警信息;其中,通过如下方式确定所监测危岩的裂缝张开位移临界值δc:就地提取所监测危岩的岩样,通过COD试验确定岩样的裂缝极限张开位移作为所述裂缝张开位移临界值δc:式中,K是由试验荷载依照线弹性理论计算而来;Vp是夹式引伸计口端的张开位移;l表示岩样的裂缝深度;H表示岩样的厚度;σY表示岩样受到的外加应力,ν表示岩样的泊松比,E表示岩样的弹模,rp表示塑性转动因子,Z表示试验所用引伸计的厚度;当采用紧凑拉伸试样,rp按如下方式取值:式中,w表示原始韧带长度。
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