我國山區麵(miàn)積遼闊(kuò),約占國土麵積(jī)的三分之(zhī)二。山區地形起伏、地質結構複雜,我國超200萬(wàn)公裏的山區公路形成大量(liàng)的邊坡,受地震、氣象、水文等自然因素(sù)影響,不可避免出現公(gōng)路邊(biān)坡地質災害。
工程界對邊坡穩定性的關注便是從滑坡開始。20世紀六(liù)十年(nián)代,世界上幾(jǐ)起災難性邊坡失穩事件的發生,令人們開始認識到結(jié)構麵對邊坡穩定性的控製作用。定性判斷邊坡穩定性(xìng)的邊坡(pō)檢測理念誕生,其原理為利用觀察、監測手段對造成邊坡破壞的不同因素開展物理力學監測,主要通過對崩(bēng)塌落土、地麵裂縫、滑動變(biàn)形等邊坡失穩的宏觀前兆現象進行預(yù)測,進而探究邊坡失穩的發(fā)展規律。
20世紀80年代,工程地質學及邊坡科(kē)學研究進入了蓬勃發展的新時期,人們對地質災害的認識從概念模型上升為理論模型(xíng),並從內部(bù)作用過(guò)程(機(jī)製)揭示滑(huá)動麵形成過程,為複雜邊坡穩定性評價及預測(cè)提供了重要的理(lǐ)論方法和工具。進入21世(shì)紀以後,各種現代智能化技術興起,一係列新型邊坡監測技術、方法進入大眾(zhòng)視野,監測內容逐步拓寬,具體涵(hán)蓋了內部因素、外(wài)部因素等多個指標,監測流(liú)程逐漸向數字化、自動化、智能化、集成化轉變(biàn)。
2022年,交通運輸部印發指導意見,加強交通運(yùn)輸應急管理體係和能力建(jiàn)設,明(míng)確提出提升風險監測預警能力,充分運用新技術手段提高運行監測感知能力。為保障公路建設和運營的安全,我國大力發展邊坡災變監測技術、裝備及監測信息管理、預測預警技術,顯(xiǎn)著提高了公路建設、養護、管理水平。
隨著現代(dài)智能技術水平的不斷提升,公路邊坡監控技術已(yǐ)覆(fù)蓋空(太(tài)空)、天(低空)、地(地表)、內(岩土體內部)等多個領域。空,依托太空衛星遙感(gǎn)技術,構建太空域信息傳輸監控網。天,依托航空觀測技術,構建低空域信(xìn)息傳輸監控(kòng)網。地,依托地(dì)表測量技術,構建地表信息傳輸監控網。內,依托岩土體內部監測(cè)技術,構建地下信息傳輸監控網。
智能監測係統是公路災害“防患於未然”的有效(xiào)手段。例如,位於三峽庫區腹地(dì)的重慶市雲陽縣龍王溪碼頭,項目區域地質條件及施工環境較複雜(zá),在施工過程中存在較大安(ān)全風險。為完善施工(gōng)安(ān)全風險體係,項目組自施工進場便邀請招商交科雲眼團隊,針對項目具體特征和施工要求,布設了智能安全監測係統,以開展高邊坡施工安(ān)全監控。通過自動化監控可了(le)解堆(duī)積體區域的實際狀況及其(qí)穩定性,提前規避施工風險,把崩坡積體災(zāi)害損失降低到最小程度。
在監測過程中,技術團隊發現監(jiān)測變形量不斷(duàn)增大,變形速度過快,超過安全預警(jǐng),隨時可能發生滑塌,工作人員及時將監測結論通知相關單位。隨後,招商交科技術員進入現場巡查,發現龍王溪碼頭上方臨時便道邊坡局部(bù)已(yǐ)發生變形(xíng)滑移,隨即通知項目組撤離,項目組積極響應,撤離下方施工工人6人,施工機械2台,避免了人員傷亡及財產損失(shī)。
在科技(jì)日新月異的今天,智能化手段與先進傳感器技術的迅猛發展,為公路邊(biān)坡智能監測帶來了革命性的突破。特別是機器學習,通過(guò)算法解析數據,直接從數據中(zhōng)學(xué)習到規律以此構(gòu)建模型,比如BP神經網絡、多層感知器、支持向量機、決(jué)策樹、隨機森林、各類集成模型以及深度學習模型等。依靠機器學習挖掘出地質數據與地質災害之間蘊藏的聯係,總結出災害的行為模式,可以實現自動化、智能化的地質災(zāi)害精確預(yù)報。