[發明專利]一種具有流變及加速變形特征的斜邊坡預警預報方法

在審

• 申請號: 201810212842.1
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108416150A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 黃達;羅世林;岑奪豐;宋宜祥
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/18
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明涉及一種具有流變及加速變形特征的斜邊坡預警預報方法，該方法基于變形監測數據所建立的累積變形?時間曲線(S?t曲線)，通過坐標變化將S?t曲線轉換為橫、縱坐標均為相同量綱的T?t曲線，計算T?t曲線的修正切線角θ并繪制θ?t曲線分析其變化規律，利用修正切線角特征值θ_特征以及修正切線角臨滑值θ_臨滑，綜合分析θ?t曲線中修正切線角θ的變化規律及邊坡裂縫的空間發展演化趨勢對滑坡做出預警預報。本發明方法思路清楚，操作簡便，計算簡單，準確性高，適用范圍廣泛，克服了現有預警方法計算復雜或預報不準確的缺點，具有良好應用前景。

技術領域

本發明屬于地質災害防治領域，尤其涉及一種具有流變及加速變形特征的斜邊坡預警預報方法。

背景技術

簡單且準確的邊坡穩定性分析和預警預報方法研究一直是地質災害防治領域的熱點課題，也是目前尚未得到完善解決的難點問題。大量研究表明，松散土質斜坡(如庫區古滑坡、人工填土邊坡或其他各種成因的土質斜坡)和巖質斜坡從變形啟動到整體滑動破壞具有時效變形特點，一般要經歷初始變形、流變變形和加速變形三個變形階段，而斜坡變形進入加速階段是最終發生破壞的前提和基礎。判識此類斜坡的穩定性及監測預警重點在于準確識別變形所處的階段。

基于斜邊坡的變形演化具有時效性的特點，近年來涌現出了根據累計變形-時間的切線角來進行滑坡的監測預警、以變形速率的發展趨勢作為判斷邊坡穩定性的判據等方法，然而上述方法在實用性和準確性等方面均存在較大問題。斜坡位移-時間曲線的橫、縱坐標其量綱明顯不同，如果將縱橫坐標的任一坐標作拉伸或壓縮變換，位移-時間曲線仍可保持其三階段的演化特征，但同一時刻的位移切線角則會隨著因曲線的拉伸或壓縮變換而發生變化，因此采用位移-時間切線角分析法進行滑坡的監測預警具有唯一不確定性問題。此外，變形速率的發展趨勢并不能很好的反映斜坡變形所處的階段，并且其變形速度閾值因不同的斜坡個體差異很大，往往具有較大的主觀性和離散性，沒有較好的普適性。此外一些斜邊坡預警預報方法的中國專利或者沒有考慮邊坡破壞情況，或者計算涉及參數眾多且公式繁瑣等，如專利號為ZL201310376844.1、ZL201410014057.7的中國專利。因此本專利提出將S-t曲線轉換為橫、縱坐標均為相同量綱的T-t曲線，在分析T-t曲線的修正切線角變化規律的基礎上再結合邊坡宏觀變形破壞特征及裂縫的空間演化規律及發育程度準確識別邊坡穩定性和預警預報的方法不僅豐富了邊坡穩定性評價方法，也為此類邊坡治理和災害防治提供科學根據，具有重要的工程應用意義。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種具有流變及加速變形特征的斜邊坡預警預報方法，基于變形監測數據所建立的累積變形-時間曲線(S-t曲線)，通過坐標變化將S-t曲線轉換為橫、縱坐標均為相同量綱的T-t曲線，計算T-t曲線的修正切線角θ并繪制θ-t曲線分析其變化規律，利用修正切線角特征值θ_特征以及修正切線角臨滑值θ_臨滑，綜合分析θ-t曲線中修正切線角θ的變化規律及邊坡裂縫的空間發展演化趨勢對滑坡做出預警預報。本發明方法思路清楚，操作簡便，計算簡單，準確性高，適用范圍廣泛，克服了現有預警方法計算復雜或預報不準確的缺點，具有良好應用前景。

本發明的技術方案是：一種具有流變及加速變形特征的斜邊坡預警預報方法，適用于從開始出現變形到最終失穩破壞經歷初始變形段、流變變形段和加速變形段三個變形階段的斜邊坡預警預報研究，該方法的步驟為：

A1：基于監測數據，采用繪圖軟件繪制出斜邊坡累積變形-時間曲線，即S-t曲線，根據曲線所具有的特征準確識別并界定曲線的三個變形階段；

A2：利用流變變形階段各監測周期的變形速率求平均值構建流變變形階段的變形速率v，流變變形階段的變形速率的計算公式為式(1)；