正版 金属非金属露天矿山高陡边坡监测预警预报理论及应用 孙华芬

1绪论111露天矿边坡变形监测预警的意义112露天矿边坡概述1121露天矿边坡的相关概念2122露天矿边坡工程的特点2123影响露天矿边坡稳定性的因素4124露天矿边坡的变形破坏813露天矿边坡监测现状与必要性9131露天矿边坡安全监测技术规范要求9132露天矿边坡监测现状10133露天矿边坡监测的必要性1714边坡灾害预警预报的研究进展17141现象预报和经验式预报阶段(20世纪60～70年代)17142统计分析预测预报阶段(20世纪80年代)18143非线性理论预测预报阶段(20世纪90年代)18144系统综合和实时跟踪动态预测预报阶段(20世纪90年代末至今)19参考文献212变形监测技术2621表面位移监测26211GNSS技术26212测量机器人技术42213近景摄影测量技术48214三维激光扫描技术53215雷达技术65216激光测距技术7322内部位移监测75221多点位移计75222倾斜仪78223时间域反射测试技术8323裂缝监测84参考文献853采动应力监测87
31土压力盒87311振弦式土压力盒的工作原理87312振弦式土压力盒的特点88313土压力盒安装步骤88314土压力盒埋设方法8832钻孔应力计89321液压式应力计89322振弦式应力计9033光纤光栅应力计9034钢筋应力计9135光纤光栅应力计与钢筋应力计的对比9136采动应力监测断面选择和测点布置92参考文献924爆破振动监测技术9441爆破振动监测概述94411爆破振动监测的研究现状94412爆破振动监测的特点94413爆破振动监测应用范围94414监测依据95415边坡爆破开挖稳定性安全判据及控制标准9542爆破振动监测内容96421爆破振动监测方法96422爆破震动的特征参量9743爆破振动监测点的布置方法9744爆破振动监测系统及监测设备介绍98441TC6850N型远程网络无线测振仪98442NUBOX8016智能爆破测振仪98443爆破测振仪L20N10145爆破监测设备的安装与保护102451爆破监测设备的安装102452爆破监测设备的保护102参考文献102
5水文气象监测10351渗流压力监测103511渗压计工作原理103512渗流压力的优点103513常用的渗压计104514渗压计埋设的方法10452地下水水位监测105521地下水水位监测的监测要求105522地下水水位监测工作布置的原则106523地下水水位的监测方法和仪器106524地下水水位监测仪器的应用109525地下水水位监测的施工过程10953降雨量监测109531降雨对岩石边坡的不利影响110532雨量计的种类110533监测点位设计112534雨量计的安装112535雨量计测试113参考文献1136视频监控技术11461视频监控系统概述114611视频监控系统的定义114612视频监控技术的发展过程11462视频监控系统的组成115621视频监控系统的组成115622视频监控系统的设计类型11663目前主流摄像机11764视频传输方式11865图像显示与存储119651图像显示119652图像扫描与分解120653图像识别12166视频监控系统设计原则122
67网络数字视频监控系统在边坡监测中的应用形式124参考文献1247边坡监测数据预处理方法12671测站点不稳定条件下的数据处理方法126711最小二乘Helmert坐标转换模型126712Helmert坐标转换模型的求解方法12772监测数据奇异值的检验方法129721基于3σ规则的奇异值检验方法129722数据探测法129723拟准检定法13073监测数据插值方法131731线性插值法131732拉格朗日(Lagrange)插值法132733差商及Newton插值法13274数据平滑处理133741移动式平均平滑法133742窗口移动多项式平滑法134参考文献1348边坡变形时空演化规律分析理论与方法13681边坡滑移机理分析13682边坡变形量的时空演化规律分析方法137821边坡的三大变形阶段演化原理137822边坡变形位移速率角(切线角)分析方法138823边坡变形演化阶段的判别方法13883边坡变形时空特征研究139831相关概念139832边坡变形时空特征分析原理14084边坡体变形破坏模式分析方法研究142
841三维位移矢量场分析法142842Matlab三维位移矢量场分析技术142参考文献1429边坡变形趋势预测模型14491灰色预测模型144911GM(1,1)建模过程和机理144912GM(1,1)模型建立前的数据检验和处理146913GM(1,1)模型精度评定147914GM(1,1)残差模型148915GM(1,1)模型基本计算程序流程149916GM(1,1)模型优化研究15092BP神经网络预测模型150921BP神经网络模型的原理及思路150922BP神经网络计算步骤15193时间序列分析法预测模型154931常见的几种时间序列模型154932ARMA模型建模步骤155933基于残差方差最小原则的ARMA模型建模方法156参考文献15710边坡稳定性预报模型158101边坡突变预报模型1581011突变理论的数学基础1581012初等突变理论的数学模型1591013尖点突变模型1601014边坡突变预报模型160102边坡分形预测模型1611021分形维数的计算1611022Renyi熵及其稳定性判别原理163
103边坡失稳时间预测预报模型164参考文献16511边坡失稳灾害预警判据预报方法166111常用预报判据及其存在的不足1661111常用预报判据1661112常用判据的不足167112边坡失稳破坏预报预警判据研究1671121边坡失稳破坏灾害预警级别划分1671122边坡失稳破坏灾害预报预警判据研究1681123边坡失稳破坏灾害预警原则171113边坡失稳破坏灾害动态预测预报的研究思路172参考文献17312云南某露天矿边坡监测预警预报应用实例174121云南某露天矿边坡概述1741211矿区自然地理条件1741212地质环境条件1751213云南某露天矿边坡开采设计及边坡的几何现状1811214云南某露天矿边坡变形破坏及局部失稳情况简介1821215云南某露天矿边坡稳定性因素分析184122云南某露天矿边坡监测系统设计1851221云南某露天矿边坡监测的必要性和作用1851222云南某露天矿边坡监测方案的设计1851223监测点的布设1861224监测站的选址1871225监测设备及配件的选型188123云南某露天矿边坡自动监测系统的实施194
1231云南某露天矿边坡监测系统的建立1941232云南某露天矿边坡监测系统运行模式1961233云南某露天矿边坡监测目前监测点的基本情况1971234云南某露天矿边坡监测系统适用性分析199124云南某露天矿边坡变形监测数据预处理2011241监测数据来源2011242云南某露天矿边坡监测缺失数据插值2031243云南某露天矿边坡监测数据奇异值检验205125云南某露天矿边坡变形破坏时空演化规律分析2121251边坡变形位移时间过程曲线分析方法2121252云南某露天矿边坡变形阶段的判别2301253云南某露天矿边坡位移速率角(切线角)变化情况分析2361254云南某露天矿边坡变形时空特征分析2471255云南某露天矿边坡失稳模式分析279126该露天矿边坡整体变形趋势预测模型的选取2811261灰色预测模型2811262BP神经网络模型2851263ARMA模型2881264该露天矿边坡整体变形趋势预测模型的选取290127云南某露天矿边坡稳定性预测2921271突变预报模型在云南某露天矿边坡中的应用研究292
1272分形预报模型在某露天矿边坡中的应用研究2971273该露天矿边坡整体变形稳定性预报模型的选取301128该露天矿边坡整体失稳破坏时间预报应用研究306129云南某露天矿边坡动态预测预报实例3091291当前边坡预警级别3091292未来边坡的预警级别3191293该露天矿边坡整体失稳时间预测结果3241294该露天矿边坡动态预测预报结果3251295该露天矿边坡动态预警的应用情况3251296云南某露天矿边坡预测预报效果评价3261210云南某露天矿边坡处置措施32812101概述32812102边坡失稳破坏常见的应急治理措施32912103边坡应急治理措施的确定32912104云南某露天矿边坡治理技术简介33012105治理效果评价330参考文献331

孙华芬，汉族，云南宣威人，博士，昆明理工大学讲师，研究方向：边坡监测预警预报。主持或参加科研项目(课题)及人才计划项目情况：云南省基金(人培项目)，KKSY201521064，露天矿高陡边坡灾害预警预报模型研究。获得学术奖励：(1)露天矿高陡边坡稳定性监测及边坡失稳预测预报，云南省科学技术奖励办公室，云南省科技进步奖二等奖。(2)露天矿高陡边坡监测及边坡失稳动态预测预报综合技术，国家安全监管总局，安全生产科技成果奖三等奖。

本书主要介绍了露天矿边坡监测技术与边坡失稳预警预报综合研究。具体内容包括变形监测技术、采动应力监测技术、爆破震动监测技术、水文气象监测技术、视频监控技术、边坡监测数据预处理方法、边坡变形时空演化规律分析理论与方法、边坡变形趋势预测模型、边坡失稳预测预报模型、边坡失稳灾害预警判据预报方法、边坡失稳灾害综合预警预报方法、应用实例。本书可供从事边坡安全监测的工程技术人员阅读，也可作为相关领域高校师生的参考资料。