在长江三峡西陵峡段一片陡峭的灰岩悬崖上，数台巴掌大小的银色设备紧贴岩壁，正24小时捕捉着山体深处人耳无法听闻的细微声响。2025年夏季，正是这些来自岩石内部的特殊信号，在三峡库首“问天简”危岩体一次小型岩崩发生约30天前，向三峡大学的研究团队发出了明确的预警信息。

“问天简”危岩体出现多次崩塌。受访者供图

从“观其形”到“听其声”

长期以来，三峡库区及类似复杂地质区常受岩崩威胁。此类灾害突发性强、隐蔽性高，传统基于位移形变的监测方法，往往在岩石出现宏观移动时才触发警报，对于瞬间发生的“脆性崩塌”存在显著的预警滞后性。如何实现从“灾后应对”到“灾前预警”的跨越，成为防灾减灾领域的核心难题。

面对挑战，在湖北省自然资源厅、宜昌市地质环境监测站《宜昌山区典型岩质崩滑灾害渐进破坏过程的声发射响应特征及监测预警试点》等项目的支持下，三峡大学土木与建筑学院地质灾害监测预警团队转向了一种创新的思路：不再仅仅依赖“看”见岩石变形，而是设法“听”到岩石内部破裂的声音。这项被称为“听岩”的技术，核心在于声发射监测。

“岩石在最终失稳破坏前，其内部会经历一个微观裂纹萌生、扩展并汇合的渐进过程。”团队负责人易武教授解释道：“每一次微观破裂都会释放出一种高频弹性波，即声发射信号。捕捉并分析这些信号，就如同为山体进行‘动态CT扫描’，能直接感知其内部损伤的累积状态”。这项技术实现了对岩体稳定性的内在、实时和超前感知，弥补了传统手段的不足。

破译“岩石密码”

将原理转化为可操作的预警系统，需要破译岩石的“破坏语言”。研究始于大量精细的室内试验。团队对取自库区的典型岩样进行了数百组声发射测试，系统揭示了岩石从受压、弹性变形到微观破裂直至宏观破坏的全过程信号演化规律。

“我们发现，临失稳前有两个关键前兆特征”，项目研究人员黄晓虎副教授介绍：“一是声发射‘b值’（大小事件比例参数）的陡降，表明大能量破裂事件急剧增加；二是信号累积能量出现阶跃式增长。这类似于岩石从稳定阶段的‘低语’转变为失稳前的‘尖叫’”。

然而，均质岩样的实验室规律与野外复杂岩体相去甚远。为此，项目团队在湖北宜昌夷陵区、秭归县等地选取濒临破坏的典型危岩体，开展了开创性的原位失稳试验。通过在真实危岩体上布设传感器网络，模拟并监测其从变形到破坏的全过程，团队成功建立了适用于野外环境的声发射信号演化模型。

基于海量数据，团队首次构建了融合“振铃计数增长率”、“能量释放率”、“b值变化率”等多参数的定量化预警判据，形成了“安全（蓝色）、注意（黄色）、预警（橙色）、警报（红色）”四级预警体系，为实战提供了精确的科学标尺。

该团队联合相关企业，成功研发出具有完全自主知识产权的高精度声发射监测仪。该设备集成了AI智能降噪算法，能有效滤除环境干扰；具备IP68级防护和太阳能供电系统，适应野外长期无人值守；并通过无线传输实现数据实时回传。这款国产化装备的诞生，攻克了技术走向应用的“最后一公里”。

“这项突破不仅是技术的进步，更是防灾理念的更新。我们的目标是让隐藏的风险变得可知、可判、可预警”。三峡大学土木与建筑学院院长邓华锋总结道。