滑坡灾害系统非线性动力学研究

从非线性动力学的观点出发，以滑坡的时间序列数据为基础，研究了滑坡灾害系统的动力学特征：相空间特征及其吸引子。建立了滑坡灾害系统的非线性动力学模型。通过对这一典型滑坡事例－新滩滑坡的预测表明：在一定时间尺度内，其趋势预监测情况吻合良好。最后的Ａ．Ｎ．Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵分析给出了新滩滑坡确定性预测的时间尺度为１．８年。     

滑坡灾害预报的非线性动力学方法

基于现代反演理论,建立了滑坡灾害预测的非线性动力学模型,给出了可预报时间尺度的确定方法及稳定性判断准则。通过实例分析表明,非线性动力学分析方法是行之有效的。     

滑坡定量预测的非线性理论方法

滑坡时空预测是当前滑坡研究中的难题，特别是滑坡时间预测工作，其进展缓慢。本文基于非线性科学理论，分析了滑坡活动的分形特征及时间分形预测方法，研究了滑坡空间预测的人工神经网络特征，系统介绍了滑坡时间预测的非线性动力学理论。在此基础上，讨论了滑坡定量预测的发展趋势。     

基于灰色-进化神经网络的滑坡变形预测研究

滑坡变形位移预测对滑坡灾害治理具有重要的意义。考虑到滑坡位移单调增长的特殊性，根据位移分解原理，采用灰色系统提取位移趋势，用基于免疫进化规划的新型进化神经网络模型逼近位移偏差，从而提出了1种滑坡位移预测的新型智能方法。并用新滩滑坡的实测位移预测研究证明了所提智能预测方法的有效性及可行性     

BP模型在区域滑坡灾害风险预测中的应用

滑坡灾害具有整体性、动态性、开放性和随机性的特点,而人工神经网络属于非线性动态系统,具有符合区域滑坡灾害风险预测的研究特点。应用BP模型,建立了区域滑坡灾害风险的预测流程,并与GIS技术相结合,对三峡水库蓄水条件下巴东新县城的滑坡灾害进行了危险性、易损性、风险性综合预测研究,证明了BP模型在区域滑坡灾害风险预测中的应用可行性,同时指出了所存在的问题及可能解决的途径。     

滑坡灾害系统非线性研究进展

结合滑坡灾害系统自组织特征分析,全面地介绍了分形理论、协同学理论、混沌动力学、突变理论和人工神经网络在滑坡地质灾害科学研究中的应用现状,评述了各种理论方法研究中存在的主要问题,指出了滑坡灾害系统非线性研究发展方向和今后着重要深入探讨的领域。     

三峡库区滑坡台阶状位移趋势预测的警戒速度方法

对不同类型的35个滑坡进行统计分析,发现滑坡临滑前加速度和速度符合Voight模型的幂函数关系。由于无法准确判断三峡库区具台阶状位移特征的滑坡何时处于最后加速失稳阶段,故不能直接应用该模型进行预报。根据台阶状位移特征的滑坡变形特征,本文采用了基于Voight模型的警戒速度方法。该方法是基于Voight模型采用非线性回归分析求得模型参数,按不同风险级别要求求得紧急状态、警戒状态、提前警戒状态的速度阀值,并与实际监测的速度对比去预报滑坡所处的危险等级。采用警戒速度方法对白水河滑坡和新滩滑坡进行了分析,发现预测结果与实际较为接近,预测效果较好。     

地下水和岩崩加载在新滩滑坡上段作用的讨论

鉴于目前对新滩滑坡动因机制认识有别，笔者首次佯细讨论了地下水和岩崩加载在新滩滑坡中的作用特征。按照上段坡体的应力状态，将上段分为三段。并指出岩崩加载是１段的失稳动力，地下水主要影响Ⅲ段的稳定性。另外．就上段而言，在不考虑地下水作用情况下，其稳定系数大于１．２５时才算稳定。     

滑坡运动过程仿真分析

滑坡是一个动态过程，滑坡体的运动是一个集滑动，转动，拉张等运动方式的复杂运动过程，传统的极限平衡和计算和有限元分析均无法描述滑坡的运动学特点和运动过程。非连续变形分析（DDA）是最近发展起来的一种新的离散数值分析方法。该方法基于块体的运动学理论及数值分析，可以开展块体的静力和动力学计算。应用非连续变形分析方法对长江三峡区新滩滑坡的运动全过程进行了数值模拟研究，模拟方案充分依据该滑坡的地质，地形特征，按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元的划分，共划分成504个块体单元。模拟结果表明，新滩滑坡是以斜坡中部姜家坡一带的局部破坏为其运动的开始阶段，并进一步牵引上部滑体和推动下部滑体。代表性块体单元的位移变化曲线和滑动速度变化曲线反映了滑动过程中滑坡体块体系统的变形是非连续的，各处块体的动态形态各异，从而很好地再现了新滩滑坡的整个动态过程，揭示了滑坡的运动机制。     

滑坡灾害系统的自组织

从系统论，耗散结构理论和协同学的观点出发，分别从统计物理模型和滑坡灾害发生的全过程讨论了滑坡灾害的自组织过程，研究表明，滑坡灾害的发展过程是一个从最初的混沌状态出发逐渐向功能组织泻化的过程，且滑坡的最终演化状态不是唯一的定态，滑坡是在一定的时间尺度内周期性的或者非周期性的给同一地点不断重复发生的。     

A Research on Fractal Dimension and Nonlinear Dynamic Model of Xintan Landslide，China

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堆积层滑坡临滑预报的新判据

研究表明，仅用速率大小作为滑坡的临滑判剧是不充分的。笔者在分析新滩堆积层滑坡位移矢量角动态特征的基础上，提出了堆积层滑坡临滑预报的新判据。     

Analysis of dynamic factors of debris landslide by means of the model of quantitative theory—using the Xintan landslide, China, as an example

If prediction of a debris landslide is to be completed, the first problem is how to determine and correlate the dynamic factors. The special composition and complicated geological conditions of debris landslides have many dynamic factors influencing displacement and stability. Correlations are generally very complicated. The relationship and sequence of factors is too complex to be completed by traditional mathematical model. In order to solve the problem above, a systematical study of the quantitative and qualitative dynamic factors using a model of the quantitative theory was performed based on the displacements of Xintan landslide, China. Rainfall was found to be the most important dynamic factor among the six factors controlling displacements. Relative importance sequence and correlation was also established. All prediction results agree with the mechanism and displacement pattern of the Xintan landslide. Optimized measures of prevention and control for debris landslides can be completed with correlation of the dynamic factors by means of the quantitative theory model.     

堆积层滑坡水动力位移耦合预测参数及其评价方法研究

在系统分析滑坡的物质组成和失稳动因的基础上,分析和研究了地下水在滑坡稳定性演化过程中的卸载与加载动力作用及其位移响应规律和特点。从非线性系统动力学角度,提出了运用地下水卸加载动力与位移响应耦合预测参数来评价边坡稳定性演化规律与失稳特征,即以地下水位变化量作为堆积层滑坡的卸加载动力参数,以相应的位移作为其卸加载响应参数,建立和确定了地下水卸加载动力与位移响应比预测参数与评价模型。同时,运用损伤力学基本原理,建立了其卸加载响应比与坡体损伤变量和稳定性系数的定量关系以及失稳判据。以三峡库区典型堆积层滑坡分析为例,运用地下水动力与位移耦合预测模型对其稳定性进行了分析与评价,发现地下水动力位移耦合预测参数变化与边坡稳定性实际动态演化规律基本吻合。研究成果表明,所确定的参数是水诱发型堆积层滑坡的一种有效位移动力评价参数,可运用该参数对该类滑坡的动态稳定性进行实时监测预警与评价。     

滑坡临滑预报的态矢量方法研究

态矢量是统计物理学中对连续场进行粗粒化描述的一种方法。将其引入滑坡预报中,通过将滑坡危险区划分为n个子区域,在各个时间窗内对一系列子区域的监测数据进行态矢量分析,将监测数据与降雨量态矢量的模等归一化后叠加,研究一段时间内滑坡位移态矢量的发展变化规律,并提出利用态矢量进行滑坡预报的新方法。以新滩滑坡为例,对累计水平位移进行态矢量分析,发现在滑坡前态矢量的模和态矢量增量的模均发生了明显突变,按态矢量曲线的变化规律,依据滑坡预警分级方法提出3级滑坡预警,最高预警级别预报的滑坡时间比实际滑坡时间提前2天。研究结果表明,态矢量的急剧突变是滑坡发生的前兆,可以用来进行滑坡的短期和临滑预报。     

混沌时间序列预测的局域法在边坡变形分析中的应用

边坡作为一个复杂系统,其本身的各种参量是不确定的和随机的,在其演化过程中,表现出复杂的非线性行为,发生一系列的混沌现象。本文运用现代混沌理论,对边坡变形的预测问题进行探索性研究,把混沌时间序列理论引入到边坡工程研究中,对该理论的建立及预测方法进行系统地讨论,为该领域的研究提供完整的技术方法。通过对新滩滑坡的研究结果表明,混沌时间序列方法对混沌序列的预测较线性时间序列具有较高的精度。     

Agent-based tsunami evacuation modeling of unplanned network disruptions for evidence-driven resource allocation and retrofitting strategies

The constant threat from landslides in the northeastern part of Istria, Croatia, calls for the need to apply accurate and reliable methods in landslide hazard assessment in order to prevent landslide damage and to set an early warning system if necessary. Furthermore, landslide susceptibility and hazard assessment enable optimal area management and regional urban planning. The study area is in the northeastern and central part of the Istrian Peninsula, well known as an area of frequent, small and shallow slope instability phenomena. Landslide susceptibility assessment in the area around the city of Buzet was performed using a deterministic landslide susceptibility model in the LS-RAPID software. LS-RAPID was developed to analyze stability at one single location, but the performed analysis has shown that LS-RAPID can be used as a powerful tool in landslide susceptibility and hazard assessment on regional scale. The objective of this paper is to establish the influence of the runout potential on the enlargement of the landslide-susceptible zones, due to expansion of the failure area around the initial failure zone. Performed analysis of rainfall return periods shows the frequency of landslide occurrence and provides the possible correlation with the time component of landslide hazard in the area.