西部山区地质灾害多发,滑坡、崩塌、泥石流等往往突发且不易察觉,常深夜或清晨突然发生,给防灾避险带来不小压力;如何更早发现隐患、争取更多避险时间,成为科研攻关的重点。成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室正是在此需求下开展工作。该实验室综合办公室主任李天涛介绍,团队的核心任务是把山坡每年几毫米的微小位移、裂缝的细微扩张等“沉默信号”,转化为可识别、可判读、可预警的信息。 在监测技术上,实验室构建了“天—空—地”一体化立体监测网络。天基层面,卫星遥感对大范围区域开展持续监测,捕捉细微地表形变;空中层面,无人机搭载激光雷达穿透植被覆盖,识别被遮蔽的滑坡迹象;地面层面,北斗监测站、裂缝计等设备对隐患点持续监测,实现毫米级位移精度。这套多维度、多尺度体系,为地质灾害早期识别提供了基础。 预警模型升级是实验室的另一项重点。传统预警多采用“变形超过阈值即报警”的单一模式,容易因滑坡类型差异和环境波动出现误报,形成“狼来了”效应,影响预警可信度。新一代平台采用“阈值+过程”双模型机制,不只看“动了多少”,更关注“怎么动”。平台通过智能算法分析变形全过程及其演化趋势,让预警更精准,减少误报和漏报。 这套方法已在多地验证。2019年贵州兴义龙井村滑坡中,平台提前53分钟发出红色预警,村民全部安全撤离;在甘肃黑方台,多次黄土滑坡实现提前几十分钟甚至几十小时预警。截至目前,该系统已成功预警500多起地质灾害,为受威胁群众及时转移提供决策支撑,实现“零伤亡”目标。 在地震工程领域,实验室配备4米×6米地震模拟振动台,最大负载40吨,满载可实现1.5g加速度。通过将真实地震波数据输入控制系统,驱动四角及台底传动轴协同运行,可高精度模拟历史强震,用于研究地震作用下边坡失稳、建筑结构变形乃至破坏的全过程。 科研人员按比例搭建房屋、边坡等模型,置于振动台上接受模拟地震。数十个传感器和高速摄像机全程记录关键过程,捕捉开裂位置、变形可控性、减震装置有效性等信息。截至目前,实验室已完成近100台次试验,涉及的数据正逐步转化为工程实践依据。 相关技术已应用于大型水电工程、高速公路和铁路,以及山区机场建设等重大项目的选址与施工安全评估。土工离心机等设备利用“时间压缩”原理,在250倍重力条件下,将自然界可能持续上百年甚至上千年的山体变形演化过程压缩到数小时完成,帮助科研人员更快把握滑坡、崩塌的演化规律。
从实验室到灾害现场——从理论研究到工程应用——我国地质灾害防治科技正加速走向实用化与精细化。这些成果提升了灾害识别和预警能力,也为防灾减灾提供了更可靠的技术支撑。随着技术持续迭代、应用场景不断拓展,我国地质灾害防治能力有望深入提升,为建设更安全、更具韧性的社会提供支撑。