[發明專利]一種利用降雨量測定地質滑坡位移的方法

有效

• 申請號: 201210559634.1
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103017709B
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 賀可強;羅會來;孫林娜;趙民
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01W1/14;G06F19/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

1.一種利用降雨量測定地質滑坡位移的方法，其特征在于具體包括滑坡區 降雨量及滑坡位移數據的監測、降雨量及滑坡位移監測數據的預處理、滑坡位 移與降雨量關聯性分析計算、滑坡位移與降雨量滯后性分析計算和評價預測五 個步驟：

(1)滑坡區降雨量及滑坡位移數據的監測：先在待測目標滑坡處的后緣引 張拉裂區、前緣剪出區或中部變形較大區選定監測點并設立監測基樁，在距離 監測點500-2000m處的周邊穩定區域設置基準點，然后安裝降雨監測系統和位 移監測系統，在基準點處利用位移監測系統定期監測并記錄監測基樁的滑坡位 移數據或位移速率；利用降雨監測系統等時等周期在選定的待測目標滑坡處的 區域開展降雨量的監測并記錄監測的降雨量數據；

(2)降雨量及滑坡位移監測數據的預處理：將監測的降雨量數據和滑坡位 移數據，按照監測周期分類預處理，錄入Excel表格，并分別繪制降雨量-時間 曲線和滑坡位移-時間曲線；

(3)滑坡位移與降雨量關聯性分析計算：具體包括五個分步驟：①利用步 驟(2)中的降雨量數據和滑坡位移數據建立降雨量母序列與滑坡位移子序列, 以月為監測時間單位，將滑坡某年n＝1～12個月份的降雨量監測數據作為母序列 將不同滑坡i上的不同監測點j的位移量監測數據作為子序列進行關聯分析，若共計k個滑坡，則i＝1,2,3…k；若滑坡i上共布設了p_i個測點， 則j＝1,2,3,…p_i：

{X0(0)(n)}={X0(0)(1),X0(0)(2),...X0(0)(12)}---(a)]]>

{Xij(0)(n)}={Xij(0)(1),Xij(0)(2),...Xij(0)(12)}---(b)]]>

②將各序列進行無量綱歸一化處理，由于不同序列數學單位不一致，數值 差異的大小沒有可比性，因此必須對其進行無量綱處理之后進行比較分析；常 用區間相對值化的方法：

X0(0)′(n)=X0(0)(n)-minX0(0)(n)maxX0(0)(n)-minX0(0)(n)---(c)]]>

得到無量綱后的結果：

{X0(0)′(n)}={X0(1)′(1),X0(0)′(2),...X0(0)′(12)}---(d)]]>

{Xij(0)′(n)}={Xij(1)′(1),Xij(0)′(2),...Xij(0)′(12)}---(e)]]>

③求取矩陣的差異信息

Δi=[|X0(0)′(n)-Xij(0)′(n)|]---(f)]]>

分別提取12個差異序列中的最大值Δ_max及最小值Δ_min；

④求解表示母序列和子序列相關性的關聯系數，關聯系數用來表示母序列 和子序列的相關性，用下式求出：

為分辨系數，取值為0.5，以提高關聯系數的差異性；

⑤求出所有關聯系數的平均值即最終的關聯度，最終關聯度取所有關聯系 數的平均值如下：

γOK=112Σ112ηn---(h)]]>

關聯度越大說明降雨量對滑坡位移影響程度和關聯性越大，即γ_ok＝1，表示 滑坡位移與降雨量完全相關；γ_ok＝0，表示滑坡位移與降雨量完全無關；關聯度 數值越大表示滑坡位移與降雨量關聯性越大，表明降雨量對滑坡位移的動力作 用越明顯，關聯度取值0-1的區間劃分為四個評價段，即0-0.25、0.25-0.5、 0.50-0.75和0.75-1.0，分別表示待測目標滑坡處的關聯性小、中等、較大和 大；

(4)滑坡位移與降雨量滯后性分析計算：保持降雨時間序列不變，以定量 的時間間隔逐一后移位移時間序列，并依次計算后移后的降雨量與滑坡位移時 間序列關聯度值，關聯度極大值出現所對應的時間即為滑坡位移滯后時間；

(5)評價預測：根據步驟(3)中所得的關聯度數值判斷降雨量對滑坡位 移的影響程度和關聯性，關聯度數值越大說明滑坡位移與降雨量關聯性越大； 根據步驟(4)中所得滯后時間判斷滑坡位移與降雨量的滯后關系，確定滑坡滯 后降雨發生的時間，并打印或顯示，實現地質滑坡的監控預警。