Page 107 - 2024年第55卷第11期

１．３０～１．２５，ｚ ＝ １
１ ．２５～１．２０，ｚ ＝ ２
ｈ（ｚ） ＝ １．２０～１．１５，ｚ ＝ ３ （５）
１ ．１５～１．１０，ｚ ＝ ４
１ ．１０～１．０５，ｚ ＝ ５

图 ８ 膨胀土岸坡健康状态快速动态评估及预警算法示意图

表面位移临界值 Ｗ 和 Ｗ 选择。由于膨胀土岸坡结构特征各异，不同边坡其失稳机理、稳定特征
ｘ１
ｘ２
各不相同，李海枫等 ［３１］ 、王佳佳等 ［３２］ 研究表明对于边坡变形速率阈值的确定，尚无明确的分类标准。
孔令伟等 ［３３］ 在广西南宁典型膨胀土地段建立堑坡原位监测系统研究膨胀土边坡灾变过程，研究结果显
示边坡破坏变形时位移速率突增至 ２３．４～７７．１ｍｍ?ｄ。任佳丽等 ［３４］ 以某 ２５ｍ高的膨胀土临时渠道边坡
为研究对象，根据原位监测和模型试验成果，分析了渠坡在开挖、加固及降雨等过程中的稳定状态，
研究结果表明在经历暴雨和连续降雨后，水平位移突然剧增，变形速率为 ４０ｍｍ?ｄ，左岸边坡发生较
大滑移。黄润秋 ［３５］ 基于边坡变形控制理论，提出了不同岩体结构特征的边坡稳定性变形控制标准建议
值，其中对于土质边坡给出了位移具体预警值，对于一般边坡预警值标准为 １０．０～２０．０ｍｍ?ｄ，对于重
要性边坡预警值标准为 ８．０～１５．０ｍｍ?ｄ，本文选择的应用案例南水北调渠首宋岗码头岸坡等级取为 ４
级（参考《水利水电工程边坡设计规范》（ＳＬ３８６—２００７）），为一般边坡，故引用土质一般边坡预警标
准，即 １０．０和 ２０．０ｍｍ?ｄ作为位移速率判定界限值。同时考虑到边坡变形速率阈值尚无明确的分类标
准，建议在实际工程中可结合边坡现场监测情况，采用数值模拟方法反演具体工程边坡变形速率阈
值，如张振华等 ［３６］ 基于边坡破坏模式反演了糯扎渡水电站溢洪道变形监测预警值。
土壤含水率临界值 Ｗ 选择。李斌等 ［３７］ 依托南水北调中线渠首段渠坡土开展抗剪试验，试验结果
ｙ
表明不同初始含水率土的黏聚力、内摩擦角在较低含水率时的差别大，当含水率增大到 ３０％ 以后，
由于黏聚力、内摩擦角都急剧降低，这种情况表现得不明显。王欢等 ［３８］ 分析了含水率对膨胀土力学性
质的影响，分析结果表明随含水率增加，膨胀土黏聚力及内摩擦角减小，在含水率达到 ３０％附近时，
膨胀土的黏聚力、内摩擦角会出现拐点，含水率继续增大时，各试验参数变化缓慢。本文开展了应用
案例南水北调渠首宋岗码头岸坡膨胀土抗剪试验，分析了含水率与土体抗剪强度关系，试验结果如
３
图 ９所示。３组膨胀土干密度为 １６．５ｇ?ｃｍ ，从图可知黏聚力和内摩擦角随含水率增加而降低，３０％之
前降速大，３０％之后降速平缓，试验结论与李斌、王欢等研究成果相符。基于此，对于应用案例南水
北调渠首宋岗码头岸坡 Ｗ 可取为 ３０％。同时考虑到，膨胀土结构复杂，干密度、塑限值将影响含水
ｙ
率界限值，因此建议在实际工程应用中应先开展膨胀土岸坡抗剪试验，以获取适用具体工程的含水率
界限值 Ｗ 。
ｙ
算子在平台中动态判断策略为：①根据实时采集的自变量 ｘ和 ｙ数据，平台自动触发算子 ｆ；②依
据 ｆ算法，平台自动计算健康状态等级。若算法 ｆ返回值为 Ｓ，则表示区域岸坡处于健康状态，平台
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