滑坡监测点多信息相似性度量方法研究

滑坡监测点在一段时间内对外界影响因素的响应可以看作滑坡在当前时刻的状态。滑坡监测点在相似的状态下受到相似的外界激励时会表现出相似的响应。据此,可以对相似的状态进行类比,从而将相似状态运用于滑坡的稳定性分析、数据修正和预测预报等。提出一种基于多信息的状态单元矩阵的相似性度量方法,运用该方法同时对滑坡的外界影响因素和运动状态进行相似性匹配,既保证了外界影响因素的相似性,也保证了滑坡当前运动状态的相似性。为验证该方法的有效性,运用三峡库区4个滑坡34个监测点的1 770个状态作为状态单元集,对白水河滑坡2015年1月至2016年6月的位移数据进行预测。预测结果显示,该方法优于现有的BP神经网络、支持向量回归等经典预测方法。     

基于点云密度特征的滑坡位移监测方法

激光扫描仪对同一目标两次采集的点并不重合,无法通过点云的直接比较快速确定滑坡位移。考虑到单个点云位置的不确定性和区域点云密度的稳定性,将点云的密度作为滑坡表面变形的表征,提出了基于点云密度特征的滑坡位移监测方法。将离散的三维点云转化为二维的密度图像,再利用粒子图像测速技术分析位移前后两幅点云密度图像的相关性,从而计算栅格图像中各子集的相对位移值;当各子集的位移全部计算完成后,得到目标区域的平面位移场。室内块体移动试验表明该方法的计算精度受变形梯度的影响,在地表变化剧烈处会产生一定程度的误差,且子集相关性系数无法达到1。在黄藏寺滑坡的位移监测中,利用本方法识别出了边坡的变动区域,计算出了滑坡的平面位移场,直观地反映了滑坡表面变形状况,验证了该方法的实用性。     

速度倒数法滑坡预警模型流变试验研究

滑坡失稳的预测预报研究是地质工程领域中的一项重要课题,准确地确定预测预报理论模型的参数是实际应用中的难点。在实际滑坡监测中通常可以观察到位移曲线呈现阶梯形,这些阶梯形位移变化点就是滑坡的变形突变点。为研究滑坡变形突变点的变形特征,进行了不同荷载作用下的天然试样以及不同荷载、不同含水率作用下的浸水试样的流变试验,得到了累计位移-时间曲线以及变形速度-时间曲线。依据秦四清的锁固段理论以及速度倒数法滑坡预警模型对试验结果进行分析。研究结果表明：荷载和含水率的变化对模型参数没有影响,模型参数是关于材料属性的函数;变形过程中突变点的变形特征与破坏时的变形特征相似,并且速度倒数法预警模型在突变点和破坏点确定的模型参数基本一致。因此,滑坡监测曲线中早期位移突变点确定的模型参数可以用于确定滑坡破坏时的预警模型。     

应用多传感器多模型融合技术提取滑坡综合信息

大型滑坡监测时往往会在同一个滑坡体的不同部位布置多个监测点，以了解和控制其整体变形状况。但目前的滑坡预测预报模型只能一次使用一个监测序列。为了充分利用滑坡各个监测点的监测信息进行滑坡预测预报，论文提出了利用多传感器多模型融合技术，从滑坡体多个监测序列中提取滑坡综合监测信息的数学方法。     

基于OpenFOAM与PFC耦合方法的水下滑坡数值模拟研究

水下滑坡是常见的地质灾害之一,为解决离散元PFC难以模拟水下流体环境的问题,提出采用计算流体力学OpenFOAM与离散元PFC耦合的计算方法。针对流固耦合中的尺度相似性问题,提出了适用于该耦合方法的相似性方法并验证了其可行性。通过典型案例分析了基于该耦合方法的水下滑坡动力学特性及堆积形态,并与单向耦合水下滑坡和陆上滑坡结果进行了对比。结果表明该耦合方法能够较好地模拟水下滑坡运动规律,主要表现为滑坡体前端厚度较大并呈椭圆面;水下滑坡运动过程和堆积形态与陆上滑坡差异较大,OpenFOAM-PFC双向耦合与单向耦合方法相比具有优越性。     

GPS PPP技术用于滑坡监测的试验与结果分析

为了研究全球定位系统(GPS)精密单点定位(PPP)技术用于滑坡等地质灾害监测时可能达到的精度和可靠性等问题,结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干GPS监测点进行连续实时动态监测,利用PPP技术对该滑坡从稳定、开始滑动直至产生破坏的全过程监测数据进行了处理与分析,并与GPS单历元差分定位、载波相位实时差分定位技术监测结果进行了对比。结果表明:GPS PPP技术监测结果的内符合精度约为10 mm,外符合精度约为40 mm,且GPS PPP技术具有一些差分GPS无法比拟的优势,如无需基准站支持、作业成本低、效率高、可直接获取监测点在国际地球参考框架下的绝对坐标等。该技术完全可用于滑坡等地质灾害的实时动态监测和预警。     

应用高精度GPS系统对四川丹巴哑喀则滑坡进行监测及稳定性分析

位于四川省丹巴县梭坡乡的哑喀则滑坡是一大型松散土质边坡。鉴于该滑坡的严重变形和可能失稳造成严重灾害后果,所以选择进行高精度GPS监测。并且阐述了应用GPS监测滑坡时对监测点位选择、数据处理等方法。2007年至今的GPS监测结果显示主滑坡体上监测点平均位移速率达每年0.6～0.9m,表明该滑坡变形严重。结合地表裂缝和植被等地表特征,发现降雨量和坡脚大渡河的冲刷、浸泡对滑坡今后的发育趋势有着决定作用,建议加强监测做好预警预报工作。本文还特别指出在监测期内监测到的地震(2008年5月12日)和人类工程活动对滑坡造成的影响。     

降雨条件下弃土场滑坡力学参数敏感性反演研究

为了研究不同降雨工况下的滑坡稳定性机理及变形规律,以兰原弃土场滑坡为例,首先在GeoStudio中建立二维剖面模型,然后从内因和外因两个角度出发,选取了内摩擦角、黏聚力、降雨强度、渗透系数、降雨入渗补给系数、饱和体积含水率等6个影响因子作为研究对象,设计了25组正交试验并采用极差分析法对滑坡影响因子进行敏感性分析,并结合监测数据对内摩擦角、黏聚力和渗透系数进行参数反演;同时,结合当地多年降雨数据资料,对滑坡进行了3种极端降雨工况条件下的稳定性影响规律研究。研究表明:兰原弃土场滑坡6个影响因子的敏感性大小为:内摩擦角>黏聚力>降雨强度>渗透系数>降雨入渗补给系数>饱和体积含水率;经参数反演计算后,得出的参数值较室内试验组有了进一步的修正,使得滑坡变形趋势更加符合实际监测资料分析的结果,同时得出双日降雨对滑坡稳定性影响更大,更易导致滑坡失稳破坏。通过本文的研究,可在后期不同极端降雨条件下对其采取针对性的防治措施及稳定性判别,并可为同类滑坡的研究提供借鉴意义。     

基于一元线性回归模型八字门滑坡累积位移预测

我国滑坡灾害发生频繁,但滑坡的变形预测预报一直是难题,因此每年都因滑坡的变形破坏导致重大的人员伤亡和财产损失。以三峡库区八字门滑坡为研究对象,基于十多年的监测数据分析,研究分析了该滑坡的变形特征:八字门滑坡变形的主要影响因素为降雨和库水位下降,并且累积位移曲线具有"阶跃型"的变形特征。当外界因素去除或者减小的情况下,累积位移-时间曲线将变得平稳。根据此特性,选取每年变形曲线"阶跃段"（6~8月份）的监测数据,以累积位移为目标函数,基于一元线性回归模型,对八字门滑坡2004年到2017年同期的滑坡监测数据进行分析。结果表明:一元线性回归模型能够很好地模拟八字门滑坡"阶跃段"的变形过程,此变形阶段累积位移与时间呈线性关系,直线斜率基本相同。根据此线性关系,对滑坡的累积位移进行了预测,结果表明与实际监测数据相比较,预测误差在±5 mm以内,相对误差在1%以下,精度可以满足滑坡监测预警要求,可以为八字门滑坡的防治工作提供参考。     

蓄水与施工作用下滑坡变形机制与稳定性分析

向家坝水电站一期蓄水后,刚刚完成挖填方工程的307省道复建公路所途经的观音坪滑坡发生明显变形,滑坡变形究竟是蓄水触发还是复建公路施工触发存在着较大争议。本文基于滑坡变形特征与现场监测结果,探讨了该滑坡的变形机制。通过有限元数值模拟对该滑坡的稳定性进行分析,采用强度折减法计算出不同工况下滑坡的安全系数。计算结果表明:（1）复建公路施工和库水位上涨都不利于滑坡整体稳定,而且库水位上涨对滑坡稳定性的影响程度更大;（2）施工结束,且水库蓄水至354m后,滑坡已接近临界稳定状态;如不采取措施,库水位上升至二期蓄水位370m和正常蓄水位380m时,安全系数将进一步降低;（3）对该滑坡采取削坡减载治理措施后,滑坡在二期蓄水位和正常蓄水位的条件下安全系数均满足规范的要求,分析成果可为同类滑坡防治提供参考。