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。     

水诱发堆积层滑坡位移动力学参数及其在稳定性评价中的应用——以三峡库区黄腊石滑坡分析为例

在系统分析堆积层滑坡的物质组成和失稳动因的基础上,运用加卸载响应比理论的基本原理,首次提出了将月降雨量及其变化作为该滑坡的加卸载参数,相应月平均位移速率及其变化值为加卸载响应参数,由此所确定的位移加卸载响应比作为堆积层滑坡的位移动力学参数.并根据三峡库区降雨量与堆积层边坡位移相关关系论证了应用该位移动力学参数评价堆积层边坡稳定性的可行性和有效性.最后,运用加卸载响应比动力学参数对三峡库区黄腊石滑坡排水工程实施前后的稳定性进行了评价,评价结果与该边坡排水工程前后的稳定性变化相吻合.这表明了加卸载响应比位移动力学参数是堆积层边坡稳定性评价的一种有效位移动力学参数,可以运用该位移动力学参数对该类边坡的稳定性进行评价与预测.     

降雨型滑坡垂直位移方向率及其位移监测预警判据研究

针对降雨型滑坡位移量预测参数失稳判据的局限和不足,并根据滑坡全息论的基本原理,提出和确定了滑坡垂直位移方向率预测参数,且指出该参数是边坡稳定性演化分析与评价的一个有效位移动力参数,具有位移量或位移速率不可替代的评价和预测作用。同时,系统分析了降雨型滑坡位移与地下水位变化规律及其相互作用关系,对该类边坡稳定性的不同演化阶段的表层垂直位移方向率形成机制与变化规律进行了弹塑性力学分析与评价,分别确定了边坡压缩稳定变形阶段和塑性失稳变形阶段的表层垂直位移方向率与其稳定性演化的定量关系,并依此运用数理统计均方差基本原理,建立了该类滑坡垂直位移方向率的整体失稳监测预警判据。最后运用新滩滑坡A_3、B_3监测点垂直位移方向率对该滑坡稳定性演化过程与失稳规律进行了后验分析与评价,其分析预测结果与边坡实际变形失稳规律基本相吻合,表明该参数在该类滑坡预测预报与监测预警中具有一定的有效性与实用性。     

近断层速度脉冲地震动引起的边坡永久位移预测模型

基于小波分析方法,从NGA数据库的3 551条地震记录中选取189条速度脉冲地震动,地震动均转换成发生最强脉冲的方向。基于Newmark方法,分析了近断层速度脉冲地震动作用引起的边坡永久位移值。结果表明：近断层速度脉冲地震动对边坡产生特殊的破坏作用,表现在滑动位移值大、滑动体破坏力强等方面;边坡永久位移值与速度脉冲地震动的峰值速度具有高度相关性,位移值较大时尤为明显。建立了基于单变量形式的峰值速度及双变量形式的峰值速度、峰值加速度两种边坡永久位移预测模型,模型简单实用,与回归数据具有很好的相关性,前者更适用于预测对实际工程影响较大的永久位移值,且离散性较小。提出的预测模型为考虑近断层地震动速度脉冲特性影响的边坡永久位移值的概率地震灾害分析提供了基础。     

时序分析在边坡位移预测中的应用

根据对边坡变形规律的研究，建立了边坡位移序列的叠合时序模型。将边坡位格分解为确定性位移和随机性位移两部分，并实现了基于误差方差最小原则的边坡位移中长期预测。     

基于集对分析组合理论的全风化边坡位移预测研究

风化花岗岩边坡位移受多种不确定因素影响,其预测是一个复杂的不确定性问题。以平益高速某风化花岗岩边坡为研究对象,先利用少量位移监测数据建立五种单项预测模型,然后基于集对关系准则定量分析各单项模型预测值与实测值间的集对关系,并通过联系数确定组合权重系数,最终建立了关于边坡位移的组合预测模型,并将预测数据与实测数据进行了对比验证。研究表明,利用集对分析组合理论建立的模型实现了预测信息的优化组合,相对单项模型,组合模型的预测相对误差最大不超过20%,绝对误差平方SSE、标准误差SE等指标偏小,可为边坡动态施工管理提供更加可靠的依据。拓宽了集对分析组合理论的应用范围,也为解决其他类似工程的位移预测问题提供了思路。     

边坡位移预测组合灰色神经网络方法

边坡位移的发展受地质条件、气候环境及人类活动等因素影响,变化趋势复杂,难以建立准确的经典数学模型对其进行全面描述。为了较准确地得到边坡位移数据,采用多模型信息融合技术对其进行预测。首先,将边坡这类影响因素复杂的系统作为一个灰色系统,分别采用GM(1,1)模型、Verhulst模型及DGM(2,1)模型对位移值进行预测;其次,考虑到神经网络的高速并行计算能力和类似人类思维活动的处理机制,利用神经网络方法对不同的灰色预测模型组合,生成灰色神经网络模型。通过反复训练、学习,自动调节,得出各模型在组合模型的合理权重,输出满意的结果。对比发现,利用组合灰色神经网络模型预测的位移值较单独的灰色模型预测的位移值具有更高的精度。     

基于新型仿生智能方法的边坡变形位移预测

边坡地变形,具有高度复杂的非线性演化特征。将BP神经网络和免疫克隆算法改进并集成结合,提出一种新型的仿生智能方法,即免疫克隆神经网络。并利用其强大的非线性拟合能力,对边坡进行变形位移的预测。结果表明,此方法拥有较高的预测精度,为边坡变形位移的预测提供了行之有效的途径,从而为边坡稳定性判别和滑坡预报提供了可靠的分析依据。     

地下水在黄腊石边坡稳定性中的作用规律与评价

本文在对长江三峡区黄腊石边坡地下水位的实际监测资料及边坡工程地质条件系统分析的基础上,运用岩土塑性力学基本原理建立了充水条件下堆积层边坡坡体临界塑性区滑移深度数学评价模型,并运用该评价模型对部分充水条件下黄腊石边坡的临界滑移塑性区深度进行了计算与评价。并以此评价结果为基础,运用剩余下滑推力法确定了该边坡稳定性的时空动态变化规律,发现了地下水及其变化已成为影响和控制黄腊石石榴树包边坡整体稳定性最为敏感的关键因素,为该边坡稳定性趋势预测与防治提供了依据。     

基于系统动力学的卸加载响应比参数及其在堆积层滑坡稳定性评价中的应用

针对堆积层滑坡的物质组成和力学性质,从系统动力学角度,提出以卸加载响应比作为滑坡稳定性评价参数,并对卸加载响应比参数与加卸载响应比参数进行了比较和分析,指出卸加载响应比参数在边坡的稳定性评价和工程实践中更具有理论意义和实际应用价值。通过论证分析,确定了构成卸加载响应比的卸加载参数和卸加载响应参数,并论证了其合理性与可行性,在此基础上建立了月降雨量-位移加速度卸加载响应比模型。并以新滩典型堆积层滑坡为例,运用该模型进行分析计算,发现卸加载响应比时序曲线所反映的稳定状态与滑坡的实际状况基本吻合,当Y' Y'-且Y'0时,滑坡整体失稳,说明卸加载响应比参数和评价模型用于预测滑坡的变形阶段和作为失稳判据是行之有效的。     

Double-parameter threshold and its formation mechanism of the colluvial landslide: Xintan landslide, China

Data compiled from monitoring the displacement resulting from the Xintan landslide in China was analyzed. The stability of the demonstrated colluvial slope has a close correlation with two parameters, the velocity of the displacement and the angle of the surface vector. The stability trend can be described and evaluated by both the velocity of the displacement and the vector angles. The displacement vector angle, for which there is no substitute, serves as an explicit criterion for the stability of the slope, hence it is significant in the prediction of the catastrophic movement of landslides. A systematic analysis of the features of the vector angles of the surface displacement space and time was performed. The evolving mechanism of space-time and the characteristics of the displacement vector angles were deduced. On the basis of these deductions and by using principles of statistics, the double-parameter threshold for forecasting the stability of the colluvial slopes was established. According to the double-parameter threshold, a calculation and evaluation of stability was completed in terms of the monitoring data of the F-series of points on the Xintan slope. The forecast results coincided with the destabilized timetable, thus demonstrating that the double-parameter criterion has, to a certain extent, precision and practical application for forecasting of landslides.     

Constituents and features of displacement vector angle of colluvial landslide

Based on an analysis of displacement-monitoring data of Xintan landslide, China, it was discovered that the whole stability of large-scale colluvial landslides can be more accurately described by taking the displacement vector angle into account, and the stability trend of a slope can be evaluated and predicted using the displacement vector angle. This paper also further indicates that the monitored deformation vector angle can be divided into sliding deformation vector angle, plastic-deformation vector angle, compressive deformation vector angle and creep deformation vector angle in terms of the displacement properties of the slope. Through the analysis it is found that the displacement vector angle, for which there is no substitute, is an important parameter serving as an explicit criterion for the stability of the slope, and hence its significance in the prediction of landslides. It is also shown that as far as the displacement vector angle is concerned, there are different constituents and features in the different deformation stage of colluvial landslide. On the basis of these and using the principles of statistics, a discussion on the stability of the colluvial slopes is carried out in terms of the monitoring data of F-series points on Xintan slope. The analysis results coincided with the destabilized time and the sliding laws, thus demonstrating that the parameter of the displacement vector angle has to a certain extent, very important significance in the forecasting of landslides.     

Formation Mechanism and Stability Assessment of the Colluvial Deposit Slope in Zuoyituo

The basic features of the colluvial deposit slope in Zuoyituo such as geological conditions, dimensions, slip surfaces and groundwater conditions are described concisely in this paper. The formation mechanism of the slope is discussed. It is considered that the formation of the colluvial deposit slope in Zuoyituo has undergone accumulation, slip, load, deformation and failure. The effects of rainfall on slope stability are categorized systematically based on existing methodology, and ways to determine the effects quantitatively are presented. The remained slip force method is improved by the addition of quantitative relations to the existing formulae and programs. The parameters of the colluvial deposit slope are determined through experimentation and the method of back-analysis. The safety factors of the slope are calculated with the improved remained slip force method and the Sarma method. The results show that rainfall and water level in the Yangtze River have a significant effect on the stability of the colluvial deposit slope in Zuoyituo. The hazards caused by the instability of the slope are assessed, and prevention methods are put forward.     

自动位移计在树坪滑坡中的应用

用自动位移计对长江干流的树坪滑坡进行了近一年的连续性观测,数据结果显示树坪滑坡体变形的控制因素为降雨和库水波动,滑坡目前变形速率较小,不会失稳。自动位移计通过连续记录数据,对树坪滑坡体的变形特征给予了准确的反映,且数据采集方便,值得在三峡库区边坡监测中推广应用。     

基于小波变换和GALSSVM的边坡位移预测

边坡变形是一个受多种因素综合作用的复杂非线性动力学演化过程,用现有的物理模型来解决边坡变形的预测问题有很大难度。大量的研究工作表明,用实测的边坡位移时间序列来预测边坡未来变形更为准确,而将多种方法组合起来进行预测成为研究的主要趋势。在此基础上,建立了一种基于小波变换和进化最小二乘支持向量机(GALSSVM)的边坡位移预测模型。首先利用小波变换将边坡时间序列分解为低频分量和高频分量,然后利用互信息法和伪近邻法得到各分量的时间延迟和嵌入维数并进行相空间重构,再根据各个相空间的特点建立相应的GALSSVM预测模型,最后把各分量的预测结果进行小波重构,重构后的结果即为最终的边坡位移预测结果。对丹巴滑坡预测研究表明,这种新的预测模型具有较高的预测精度,可以应用于实际工程     

地下水渗流对崩坡积滑坡稳定性和变形的影响——以湖南安化春风滑坡群为例

为了研究地下水渗流对崩坡积滑坡变形的影响,通过分析现场调查勘察资料,在研究该滑坡所处的地质环境条件、滑坡的形态特征和变形特征的基础上,探讨了该滑坡的形成机制,对比了地下水渗流对崩坡积滑坡和老滑坡的影响,并开展了数值模拟。取得的认识有:（1）地形地貌、地层岩性、大气降水、人类工程活动是该滑坡形成的主要原因。在这些因素共同作用下,滑坡最终失稳变形,过程中可能发生多次滑动,形成现今的堆积形态。（2）降雨引起的地下水渗流对该崩坡积滑坡稳定性和变形的影响是十分显著的。对于局部架空现象较严重的崩坡积组成的Ⅲ号滑坡体,雨水更易入渗进入坡体,地下水渗流对其稳定性和变形的作用十分明显;而对于优势通道较少的Ⅰ号和Ⅱ号老滑坡体,局部架空现象相对较差,地下水渗流对其稳定性和变形的作用不显著。（3）降雨时间和降雨强度与滑坡稳定性负相关。降雨强度较小时、一定时间内降水对滑坡稳定性影响不大,但降雨较大时,滑坡稳定性将快速降低。     

A graph deep learning method for landslide displacement prediction based on global navigation satellite system positioning

The accurate prediction of displacement is crucial for landslide deformation monitoring and early warning. This study focuses on a landslide in Wenzhou Belt Highway and proposes a novel multivariate landslide displacement prediction method that relies on graph deep learning and Global Navigation Satellite System (GNSS) positioning. First model the graph structure of the monitoring system based on the engineering positions of the GNSS monitoring points and build the adjacent matrix of graph nodes. Then construct the historical and predicted time series feature matrixes using the processed temporal data including GNSS displacement, rainfall, groundwater table and soil moisture content and the graph structure. Last introduce the state-of-the-art graph deep learning GTS (Graph for Time Series) model to improve the accuracy and reliability of landslide displacement prediction which utilizes the temporal-spatial dependency of the monitoring system. This approach outperforms previous studies that only learned temporal features from a single monitoring point and maximally weighs the prediction performance and the priori graph of the monitoring system. The proposed method performs better than SVM, XGBoost, LSTM and DCRNN models in terms of RMSE (1.35 mm), MAE (1.14 mm) and MAPE (0.25) evaluation metrics, which is provided to be effective in future landslide failure early warning.     

宝鸡市狄家坡滑坡稳定性研究

宝鸡市狄家坡斜坡是一个古滑坡。在调查滑坡区水文地质和工程地质条件的前提下, 本文描述了滑坡的形态与物质结构、滑坡表层的变形破坏特征及其影响因素, 探讨了古滑坡的发生机制。引用可以任意条分块体的Sarma方法, 研究了该滑坡在自然、地震、饱水和三者同时存在共四种状态下的稳定性, 并进行了斜坡表层黄土坡体的稳定性对于地下水位上升的敏感性分析。基本结论是, 狄家坡滑坡在整体上是稳定的, 其表层的黄土坡体在地下水位上升时会发生失稳破坏。最后, 提出了进行滑坡防治的工程对策。     

降雨型堆积层滑坡特征及稳定性分析

堆积层滑坡是滑坡的一种基本类型,其物质组成、结构等有别于其它类型滑坡。堆积层滑坡失稳绝大多数是由降雨或地下水位的变化而引起的,在降雨诱发堆积层滑坡稳定性分析中,必须考虑渗透力的作用。系统分析了堆积型滑坡发育环境及特征,推导了基于总应力法和有效应力法的可考虑渗透力的传递系数法,采用有效应力法计算滑坡稳定系数时,既要考虑地下水浮力作用,又要考虑地下水流动时的渗透力作用;采用总应力法计算滑坡稳定系数时,仅需考虑地下水流动时的渗透力作用。对一个工程实例进行了深入剖析,验证了考虑渗透力的传递系数法的可靠性。