[發明專利]一種凍融型滑坡安全性分析及運動距離測算方法

有效

• 申請號: 201710675891.4
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107688895B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 殷躍平;王文沛;張楠;魏云杰;閆金凱;朱賽楠;莊茂國
• 申請（專利權）人: 中國地質環境監測院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種凍融型滑坡安全性分析及運動距離測算方法屬于地質災害防治安全技術領域。本發明包含兩大計算模塊，分別為安全性計算模塊和運動距離計算模塊，建立剛性塊體模型，計算安全系數，確定臨界溫度，溫度超過臨界溫度，滑坡失穩。對上述已失穩的滑坡劃分墻體單元和條塊單元，計算滑坡運動過程中的速度和距離。本發明可在1:10000凍土調查區圖幅范圍內根據溫度變化對凍融型滑坡的安全性進行快速評價，評價效率優于數值模擬評價方法70％。同時，可根據以上算法對滑坡可能運動的范圍進行測算。

技術領域

本發明涉及一種凍融型滑坡安全性分析及運動距離測算方法，屬于地質災害防治安全技術領域，廣泛適用于凍融區滑坡安全性評價和運動范圍評估。

背景技術

新疆、青海、西藏、內蒙、黑龍江等是多年凍土或季節性凍土區，融凍泥流和熱融滑塌等一系列凍融型滑坡失穩問題日漸凸出，對西部建設、線路行車安全及居民生命財產安全構成嚴重的威脅。因此，迫切需要對凍土區內凍融型滑坡的安全性進行科學的分析及對其可能運動的范圍進行測算。

不同于其他滑坡類型，溫度變化是觸發凍融型滑坡關鍵因素，目前的凍融型滑坡安全性分析多簡化為含浸潤線滑坡計算方法，忽略了溫度的影響，而考慮水、熱、力耦合的數值計算方法因理論過深，參數偏多，其調試過程過于復雜，結果的多解性情況較普遍，而不能被廣大地質工作人員理解運用。

同時，國內滑坡的運動距離測算方法多用經驗統計，但這僅是粗糙的，不準確的。近期得到快速發展的力學計算方法，如塊體彈簧模型、條分模型、連續介質模型及離散元模型仍處于科學研究階段。條分模型作為力學意義清晰、計算效率高、適用性強的方法日漸被廣大技術人員所接受，但條塊之間的相互作用一直是目前研究的難點，而這對于滑坡運動距離影響很大。

凍融區滑坡安全性評價和運動范圍評估具有重要的社會意義和經濟價值。若對凍融區內滑坡安全性和運動范圍認識不清，勢必會阻礙或制約區內的交通線路、公共基礎設施、新城區的建設和運營，影響到國家重要發展戰略規劃，帶來無可估量的損失。

發明內容

本發明的目的再與提供一種概念清晰，易于理解的方法來解決上述缺點。具體技術方案如下：

一種凍融型滑坡安全性分析及運動距離測算方法，包含兩大計算模塊，分別為安全性計算模塊和運動距離計算模塊，其特征在于還包括下述步驟：

步驟1，獲取待預測空間的基礎地形、地質參數、溫度參數、河流水系參數，滑坡點和未發生滑坡點位置參數；

步驟2，建立剛性塊體模型，計算安全系數，確定臨界溫度，溫度超過臨界溫度，滑坡失穩。剛性塊體模型是將滑坡簡化為剛性矩形塊體，該模型已經成功運用在地震滑坡分析計算中，例如Newmark地震分析法，可參見王濤等.基于簡化Newmark位移模型的區域地震滑坡危險性快速評估-以汶川Ms8.0級地震為例.《工程地質學報》.2013,第21卷(第1期)。步驟2具體還包括：

2.1)建立剛性塊體滑坡模型；

2.2)計算未融化狀態下滑坡模型的安全系數，具體計算公式如下：

F_s＝Wcosαtanφ/Wsinα＝tanφ/tanα

其中：

F_s：滑坡模型的安全系數；

W：滑坡模型的重量；

φ：內摩擦角；

α：斜坡傾角；

2.3)計算已融化狀態下滑坡模型的力平衡公式，具體計算公式如下：

P_w+Wsinα＝Wcosαtanφ

其中：