[發(fā)明專利]一種基于變形監(jiān)測的巖質邊坡穩(wěn)定安全與可靠度預測方法

在審

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• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113821949A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 何西平;史紅光;辛俊龍;葛靜
• 申請（專利權）人: 中電建電力檢修工程有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06Q10/04;G01D21/02;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發(fā)明公開了一種基于變形監(jiān)測的巖質邊坡穩(wěn)定安全與可靠度預測方法，其包括：根據巖質邊坡變形監(jiān)測資料建立數學模型，選擇高精度序列作為目標序列，分離時效分量；根據工程資料建立邊坡三維有限元模型，進行開挖、支護及蠕變特性模擬，獲得邊坡位移計算值序列；確定穩(wěn)定控制滑面并提取應力序列，應用應力代數和比值法，計算得到邊坡穩(wěn)定安全系數序列；建立邊坡穩(wěn)定功能函數，采用JC法得到邊坡穩(wěn)定可靠度序列；建立邊坡變形時效分量與邊坡穩(wěn)定安全系數、可靠度的數學模型，實現以變形監(jiān)測對邊坡穩(wěn)定安全系數、可靠度的快速預測。本發(fā)明所述方法符合工程實際，能夠實時快速對邊坡失事風險作出識別和響應，為邊坡安全管控提供有效保障。

技術領域

本發(fā)明屬于巖質邊坡穩(wěn)定性的技術領域，具體涉及一種基于變形監(jiān)測的巖質邊坡穩(wěn)定安全與可靠度預測方法。

背景技術

水利水電工程在為我國經濟和社會的發(fā)展提供必要的物質基礎，在航運、發(fā)電、防洪、環(huán)保及帶動區(qū)域經濟發(fā)展方面都發(fā)揮著不可替代的作用。水工建筑物在修建的同時往往會形成高陡人工邊坡，其中以巖質邊坡為主要代表。邊坡的失穩(wěn)，嚴重時會危及主要建筑物和下游人民生命、財產的安全，如瓦依昂拱壩邊坡失穩(wěn)，對下游的人民生命和財產造成了巨大的損失，故邊坡穩(wěn)定性分析顯的尤為重要。科學、合理的分析邊坡的穩(wěn)定安全，是有效防止、或者降低邊坡失穩(wěn)帶來的人民生命、財產損失的有效途徑之一。高效的實現對邊坡在線安全監(jiān)測與管控，保證邊坡穩(wěn)定運行，是壩工界一直關注的問題。

隨著時間的推移與邊坡周圍環(huán)境的改變，邊坡的運行行態(tài)也是動態(tài)波動變化的，需要從發(fā)展的角度研究。邊坡失穩(wěn)前，往往都是有一定的預兆，或者要經過一定的時間發(fā)展，這些失穩(wěn)的趨勢在監(jiān)測數據中可以體現出來，故需要對海量的監(jiān)測數據進行及時的整理與分析，根據監(jiān)測數據，評判邊坡的穩(wěn)定性以及失穩(wěn)后可能的影響與后果，進而動態(tài)地進行邊坡運行管理，實現對邊坡運行安全的動態(tài)評估。因此如何基于安全監(jiān)測去評價邊坡穩(wěn)定性問題是目前邊坡穩(wěn)定性分析的主要挑戰(zhàn)，邊坡穩(wěn)定狀態(tài)最直觀的反映就是邊坡穩(wěn)定安全系數、穩(wěn)定可靠度，將監(jiān)測資料合理地與穩(wěn)定指標結合，是一種發(fā)展的必然趨勢。

傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定性分析方法，只能給出給定情況下的穩(wěn)定性結論，不能考慮邊坡的動態(tài)發(fā)展，不能實時快速對邊坡失事風險作出識別與響應。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現有技術中的上述不足，提供一種基于變形監(jiān)測的巖質邊坡穩(wěn)定安全與可靠度預測方法，以解決傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定性分析方法，不能考慮邊坡的動態(tài)發(fā)展，不能實時快速對邊坡失事風險作出識別與響應的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

一種基于變形監(jiān)測的巖質邊坡穩(wěn)定安全與可靠度預測方法，其包括以下步驟：

S1、根據邊坡變形監(jiān)測序列{y₁,y₂,y₃…y_n}，考慮溫度、時效、降雨、水位對邊坡變形的影響構建監(jiān)測點位移的數學模型：

Y(t)＝G(T(t),θ(t),J(t),H(t))

其中，Y(t)為邊坡變形在時間t的統(tǒng)計估計值，T(t)為環(huán)境溫度分量，θ(t)為時效分量，J(t)為降雨分量，H(t)為水位分量；

選定R²大于0.85的序列作為目標序列，依據所構建的監(jiān)測點位移的數學模型分離出監(jiān)測點位移的時效分量{θ₁,θ₂,θ₃…θ_n}；

S2、構建邊坡三維有限元模型，基于邊坡物理力學參數及巖體蠕變參數，進行邊坡開挖、支護與巖體蠕變特性模擬，計算得出與實測變形序列{y₁,y₂,y₃…y_n}時間上具有對應關系的邊坡變形計算值序列{x₁,x₂,x₃…x_n}。