作為一種常見的自然災害,滑坡往往會造成巨大的破壞,引發嚴重的人員傷亡 和 財 產 損 失[１２].中國是亞洲乃至世界上滑坡災害最為嚴重的國家之一,特別是隨著經濟建設和城鎮化的高速發展,城市土地利用向滑坡災害高風險地區擴展,滑坡災害呈逐年加重趨勢.據初步統計,目前中國地質災害點超過３０萬處,威脅１５００多萬人和５０００多億元財產安全.２０１９年發生在貴州六盤水的“７􀅰２３水城縣山體滑坡事件”,造成近１６００人受災,４３人死亡,９人失蹤,７００余人緊急轉移安置,直接經濟損失１．９億元[３],被應急管理部列入“２０１９年全國十大自然災害”之一.開展邊坡監測,獲取滑坡過程的發展演化信息,構建合理有效的預警模型,可為滑坡災害預警決策提供科學手段.

位移是滑坡監測中最為常見的參量,目前常見的地 表 位 移 監 測 方 法 包 括 攝 像 攝 影 (空 中或 地 面)[４]、 全 球 導 航 衛 星 系 統 (globalnavigation satellitesystem,GNSS)[５]和光 纖 測 量 技 術[６]等. 受實際地理環境和人員活動影響,這些方法對大 氣、地形、植被和人為因素的干擾很敏感[７８].深部 位移監測能及時發現滑坡的發生及滑動面的位置, 反映滑坡的變形機制及發展趨勢[９１０],但存在量程小、成本高、操作難等問題.聲發射是滑坡變形過 程中必然會發出的響應信號,可以監測到極慢移動的滑坡,監測成本也相對較小,因此逐漸在滑坡監 測預 警 領 域得 到 關 注 與 研 究. 早 在 １９８１ 年, Koerner等通過實驗表明,坡體變形會產生明顯的 聲發射現象,并且定性說明了信號強度與坡體受到 的應力直接相關[１１].為實現聲發射在滑坡監測領 域的定量化應用,Dixon等從 ２００３ 年起進行了一 系列的實驗研究,采用金屬波導管和填充顆粒物形成有源波導.大量有源波導在實驗室和現場監測的 應用結果表明,與傳統的監測儀器相比,有源波導 聲發 射 監 測 具 有 早 期 預 警 的 潛 力[１２].２００７ 年, Dixon等首次證明聲發射率可用于量化邊坡位移速 率,二者呈線性關系,且聲發射監測系統對微小的 位移非常敏感[１３].２０１０年以來,基于聲發射特征參數的邊坡變形監測已經得到廣泛應用,具有低成 本、高靈敏度和持續可靠監測等優勢[１４１６].

盡管位移監測相較于聲發射監測在很多方面存在劣勢,土壤含水量、降雨量等水文學監測參量具 有較強的地域特征導致難以推廣,但是現有的滑坡預警模型大多仍采用位移、土壤含水量、降雨量等 參量[１７１８],尚未建立以聲發射參量主導的預警模型.本文將現有的滑坡四級預警模型的監測參量擴 展至聲發射,建立了聲發射主導的滑坡過程預警模型.然后,采用英國拉夫堡大學實驗室模擬數據驗 證了所建立的模型的可靠性,并利用該預警模型成 功實現了廣東省清遠市連南縣特大型滑坡的預警. 結果表明,基于聲發射監測的預警模型是有效的, 聲發射與位移監測數據之間的趨勢一致性明顯,而 聲發射 參 量 在 穩 定 性 和 預 警 準 確 性 上 都 要 優 于 位移.