[發(fā)明專利]一種基于等維新息外延模型的邊坡失穩(wěn)預(yù)報方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310264191.8
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103366512A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉漢東;王四巍
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 王瑞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利水電工程邊坡、露天礦山邊坡、道路邊坡及山體邊坡等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報領(lǐng)域，具體涉及一種基于等維新息外延模型的邊坡失穩(wěn)預(yù)報方法。

背景技術(shù)

邊坡失穩(wěn)定時預(yù)報，既是邊坡失穩(wěn)災(zāi)害防治決策的重要基礎(chǔ)，又是邊坡失穩(wěn)災(zāi)害防治的組成部分。它是減輕邊坡失穩(wěn)災(zāi)害的關(guān)鍵，也是滑坡學(xué)研究的前沿課題。邊坡失穩(wěn)預(yù)報是判別將產(chǎn)生嚴(yán)重危害的邊坡失穩(wěn)的發(fā)生時間，也包括滑動速度和危害范圍的預(yù)報，其基礎(chǔ)是對邊坡變形規(guī)律的認(rèn)識。它是根據(jù)邊坡演化過程中的各種信息和條件，或稱之為預(yù)報參數(shù)，如邊坡的水平、垂直位移、傾斜度、應(yīng)力場、孔隙水壓力、降雨和雪融化、溫度及動物反應(yīng)等，及時研究分析它們的變化，判定邊坡失穩(wěn)破壞的時間。

邊坡失穩(wěn)時間預(yù)報，若從1969年日本學(xué)者齋藤在第六屆蒙特利爾國際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會議發(fā)表論文算起，已有40多年的歷史。近二十幾年來，特別是開展環(huán)境保護(hù)和減輕自然災(zāi)害二十年活動以來，國內(nèi)外許多學(xué)者已投入到這一研究領(lǐng)域，以期減輕和防治邊坡失穩(wěn)災(zāi)害。依據(jù)邊坡失穩(wěn)時間預(yù)報的研究歷史、發(fā)展過程和研究深度，可將其分為4個階段，即宏觀現(xiàn)象預(yù)報階段、經(jīng)驗型預(yù)報階段，統(tǒng)計分析預(yù)報階段和系統(tǒng)綜合分析預(yù)報階段。

對邊坡變形而言，如果排除某種突發(fā)因素的影響，其變形序列內(nèi)部蘊(yùn)含著變形量的變化趨勢，即這些數(shù)據(jù)中存在某些動態(tài)記憶特征。后期觀測數(shù)據(jù)與前期數(shù)據(jù)存在著密切關(guān)系，且距某觀測時刻越近的前期觀測數(shù)據(jù)，所包含的預(yù)測信息越多。利用已開挖邊坡的監(jiān)測成果來指導(dǎo)后續(xù)工程的施工方法已經(jīng)成為一種新的“信息化施工”技術(shù)。但由于邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)本身所固有的離散性、非等間隔性以及已知信息的不完整性，使得常規(guī)的監(jiān)測模型難以作出較為準(zhǔn)確的預(yù)測。

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發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于等維新息外延模型的邊坡失穩(wěn)預(yù)報方法，該方法簡便可靠，提高了精度，不僅能夠準(zhǔn)確監(jiān)測滑坡變形的全過程，而且可以提前對邊坡失穩(wěn)做出準(zhǔn)確預(yù)報。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于等維新息外延模型的邊坡失穩(wěn)預(yù)報方法，包括如下步驟：

(1)對潛在不穩(wěn)定邊坡區(qū)域進(jìn)行工程地質(zhì)勘察；

(2)建立不穩(wěn)定邊坡變形體的地表和深部位移監(jiān)測網(wǎng)；

(3)根據(jù)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成邊坡變形體的累計位移s與時間t的序列數(shù)據(jù)點曲線；

(4)依據(jù)累計位移與時間曲線，判別邊坡變形體的蠕變階段，建立等維新息外延模型；

(5)將預(yù)報值作為新的信息，去掉等維新息外延模型中的舊新息，建立等維新息外延模型；

（6）根據(jù)等維新息外延模型進(jìn)行邊坡失穩(wěn)預(yù)報；

（7）如果有新的監(jiān)測數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟（4）～（6）。

作為優(yōu)選，所述等維新息外延模型的建立步驟為：

（1）利用全部數(shù)據(jù)建立的GM（1，1），稱為全數(shù)據(jù)GM（1，1）模型；

（2）置入新信息，利用建立的模型為增息或新息GM（1，1）；

（3）置入新信息，減掉舊信息的第一組數(shù)據(jù)，利用建立的GM（1，1）稱為等維新息外延GM（1，1）模型。

本發(fā)明的有益效果是：該方法根據(jù)邊坡工程現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和邊坡失穩(wěn)的蠕變規(guī)律和機(jī)理，在灰色系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上，提出了邊坡失穩(wěn)變形預(yù)測的等維新息外延模型，建立了基于變形信息的邊坡失穩(wěn)預(yù)報時間模型。該方法不僅能夠準(zhǔn)確監(jiān)測滑坡變形的全過程，而且可以提前對邊坡失穩(wěn)做出準(zhǔn)確預(yù)報。與其它現(xiàn)有方法比較，本發(fā)明可減少邊坡失穩(wěn)預(yù)報方法的工作量，同時提高了精度，簡便可靠。??

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1沉降量迭代GM（1，1）優(yōu)化模型預(yù)測圖；

圖2是本發(fā)明實施例1水平位移迭代GM（1，1）優(yōu)化模型預(yù)測圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

本發(fā)明包括如下步驟：

(1)對潛在不穩(wěn)定邊坡區(qū)域進(jìn)行工程地質(zhì)勘察；

(2)建立不穩(wěn)定邊坡變形體的地表和深部位移監(jiān)測網(wǎng)；

(3)根據(jù)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成邊坡變形體的累計位移s與時間t的序列數(shù)據(jù)點曲線；

(4)依據(jù)累計位移與時間曲線，判別邊坡變形體的蠕變階段，建立等維新息外延模型；

(5)將預(yù)報值作為新的信息，去掉等維新息模型中的舊新息，建立等維新息外延模型；

（6）根據(jù)等維新息外延模型進(jìn)行邊坡失穩(wěn)時間預(yù)報；

（7）如果有新的監(jiān)測數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟（4）～（6）。