滑坡实时跟踪预报概论

滑坡时间预报是一项世界性的难题。迄今为止，还没有形成一套系统、完善和成熟的理论方法体系。文章以斜坡的变形破坏机制分析为基础。从滑坡预报的基本问题入手，将处理复杂性问题行之有效的非线性科学理论和灰色系统理论引入滑坡预报中，提出了“滑坡实时跟踪预报”的学术思想。文章概括和总结了滑坡预报的研究现状、阐述了滑坡实时跟踪预报的学术思想，建立了滑坡实时跟踪预报的技术方法体系，研制和开发了滑坡实时跟踪预报软件系统（SIPS），并以发生在长江西陵峡的新滩滑坡为例，简要介绍了SIPS软件的应用。     

滑坡变形预测与失稳预报问题的几点讨论

滑坡问题的研究关系到水利、交通、能源等基本工程建设,并与人们生命财产安全、生态环境保护及可持续发展问题相关,因此一直备受关注。滑坡是一个复杂的地质体,影响滑坡稳定的内外各种因素多种多样,影响程度各异,并且各因素又是动态变化的,决定了滑坡变形机制与变形特点十分复杂,因此滑坡变形预测与失稳预报十分困难。文章认为,变形突变预测、失稳时间预报及失稳判据是滑坡预测预报的3个核心问题,变形突变预测是为了预测出滑坡从匀速变形阶段进入加速变形阶段的特征点或时间,是回答滑坡能否失稳的关键,是提高预测结果可靠性及提高预测研究水平的基础。分析了目前各种预测模型的特点及可靠性情况,模型的优缺点。探讨了变形突变难以预测的实质,并指出采用多因素预测模型进行探索性研究。文章还对失稳时间预报的预报尺度、预测误差的计算、滑坡空间预测及多测点协同预测等问题进行分析,并对可能的解决办法提出了建议或展望。     

基于GIS的滑坡综合预测预报信息系统

由于滑坡的复杂性、随机性和不确定性,加之目前的滑坡灾害预测预报理论研究还存在局限性,大大增加了滑坡预报的难度。本文针对目前滑坡预测预报研究中的不足,提出了滑坡综合预测预报信息系统,并对该系统的结构、功能和内容等进行了详尽地设计和开发。滑坡综合预测预报信息系统以G IS为平台,利用智能决策支持系统的理论和方法将以监测资料为依据的滑坡定量预报与以专家经验知识为依据的滑坡定性预报有机结合起来,做到了各取所长,优势互补,实现了滑坡的综合预测预报,提高了滑坡的预报水平。运用该系统不仅可以判断滑坡体的变形破坏机制、目前的稳定性状况和破坏概率,而且可以对滑坡体的变形演化阶段以及滑动时间作出预测预报,从而给滑坡现场工程师的综合判断和决策提供了重要的参考和有关科学依据的实用化工具。     

滑坡预报判据研究

滑坡作为一种自然地质灾害，常常会造成巨大的生命财产损失。为了避免或减轻灾害的发生，事先对滑坡做出预报便具有重要的意义和价值。滑坡预报模型和预报判据是滑坡时间预报的核心，也是滑坡成功预报的重要因素。目前，国内外许多学者提出了多种滑坡预报理论模型和方法，但这些理论模型和方法的适用性普遍较差。要想做到准确预报，必须建立一些具有一定适用性的滑坡预报判据。论文通过查阅大量资料，分析总结了滑坡预报中的10多种预报判据，详述了3类常用的预报判据(安全系数和可靠概率判据、变形速率判据和宏观信息预报判据)，重点研究了滑坡预报判据的适用性和不充分性。为了提高滑坡的预报水平，提出了滑坡预报必须建立在深入研究滑坡类型、滑坡特征、变形特点和形成机制的基础上，以监测资料为依据，遵循科学性、综合性、易操作性的原则，将理论模型预报、根据预报判据预报以及斜坡的宏观变形破坏迹象和前兆信息等几者有机地结合起来的综合信息预报方法。     

基于斋藤模型的滑坡临滑时间预报方法改进及应用

滑坡临滑时间预报可根据滑坡变形时间曲线来建立,但现有临滑时间预报模型并未统一计算区间,因此相同模型在不同计算区间得出时间预报值可能存在较大差异。以贵州省龙井村滑坡为例,通过分析滑坡精细化变形数据,以斋藤时间预报模型为基础,确定出进行临滑时间预报的变形计算区间为切线角70°~75°之间,并根据变形曲线在临滑时具有明显上翘特征,导致滑坡发生时间提前的特点,通过分析切线角斜率与计算区间斜率的比例关系,引入修正系数0.5对滑坡时间预报值进行修正。通过近年来甘肃黑方台多次黄土滑坡的精细化变形数据进行检验验证,结果表明,改进的滑坡变形临滑时间预报方法具有良好的准确性和一定的普适性,为滑坡时间预报提供了较为准确的新方法。     

滑坡失稳阈值预报方法研究

结合前人对滑坡变形随时间变化关系研究结果,分析7个典型滑坡变形-时间曲线发展变化特点,划分为缓变型滑坡、突发型滑坡、趋稳型滑坡,据类型对比提出适宜的预测预报方法。研究发现：(1)改进切线角模型统一了横纵坐标量纲,以α=80°为缓变型滑坡进入临滑阶段的阈值具较强的普适性;(2)基于变形速率阈值和变形过程的综合预报判据,在一定程度上解决了突发型滑坡漏报和误报问题,提高了预报精度;(3)速率比值法适用于趋稳型滑坡的预测预报及边坡工程防治效果评价;(4)滑坡内外环境不断变化,在一定条件下缓变型、突发型、趋稳型滑坡间可发生形式转变。由此提出针对性防治对策：对需治理的缓变型滑坡,防治的重点应避免滑坡发生;对变形迅速、治理代价很高的突发型滑坡,应及时疏散撤离人员,减少损失。     

黄土滑坡临滑预报的应变控制方法

我国西北部地区黄土沉积巨厚，地质构造复杂，土体强度低，水敏感性强，各种类型的黄土滑坡广泛分布。黄土滑坡具有滑动规模大、滑动速度快、灾害损失严重等特点。黄土滑坡滑动时间预报，特别是临滑预报在地质灾害防治领域具重要意义。根据黄土力学性质试验与典型黄土滑坡变形分析研究结果，在对比分析黄土剪切应变特性与滑坡滑动破坏机制的基础上，论文提出了一种黄土滑坡临滑预报的应变控制方法。建立了中、浅层与厚层黄土滑坡的应变破坏标准。经多处滑坡实例验证，结果基本合理，可应用于黄土滑坡临滑预报。     

滑坡与降雨关系及其预报

降雨是滑坡活动最重要的因素。本文分析了降雨型滑坡的时空分布规律,滑坡变形发展过程与降雨特征值的关系,并初步总结了以往滑坡预报的经验教训。     

三峡库区滑坡综合预报系统的设计与实现

由于滑坡变形演化过程的复杂性、随机性和不确定性，大大增如了滑坡预报的难度。文章提出的预报系统是将20多种滑坡预报模型集成滑坡预报库，利用专家系统将定量、定性预报有机结合实现综合预报，并根据更新的监测资料对预报参数、预报结果进行修正和完善。随着时间的延伸和监测资料不断更新，预报准确度越来越高，实现动态追踪预报。整个系统基于GIS平台开发，利用了GIS本身所具有的强大空间数据和图形管理功能，同时还具有数据维护与数据处理等功能。     

滑坡时间预测预报研究进展

我国是一个深受滑坡灾害困扰的国家，每年由滑坡所造成的经济损失异常惨重。因此，滑坡预测预报已成为人们研究的一个热点问题。对滑坡时间预测预报的研究现状和研究进展作了系统地总结，重点探讨了滑坡预报模型（包括定量预报模型、定性预报模型以及GMD预报模型等）、预报判据研究方面的进展，提出了滑坡综合信息预报的思路及具体的实施技术路线。     

基于BP神经网络的滑坡监测多源异构数据融合算法研究

针对滑坡监测中的多源异构数据融合问题,论文提出了一种基于BP神经网络的多源异构监测数据融合算法。该算法将影响滑坡变形的温度、湿度、风力、云量、单日降水量和累计降水量等多环境因子变量作为输入变量,以滑坡位移变化量数据作为期望输出数据,并利用各环境因子变量和滑坡位移变化量的相关性及显著性进行环境因子变量筛选,以提高算法的预测精度。论文采用甘肃省永靖县黑方台党川滑坡的实测数据进行了试验,结果表明:反向传播（Back-Propagation,BP）神经网络数据融合算法适用于具有多源异构监测数据的滑坡变形预测;在进行环境变量因子筛选后,BP神经网络数据融合算法的决定系数达到0.985,均方根误差（RMSE）达到0.4787 mm,从而有效提高了变形预测结果的精度。      

滑坡预警判据初步研究--以三峡库区为例

在三峡库区典型地段滑坡灾害调查评价和统计分析的基础上,结合典型滑坡变形发展的阶段性变形现象、标志和临界诱发因素分析,初步提出3个层次的滑坡预警预报判据27条,包括:(1)滑坡空间预测识别判据11条,主要用于滑坡或潜在危岩体空间识别和危险性区划,是滑坡空间预测的基本判据;(2)滑坡状态判据7条,主要用于滑坡单体稳定性评价的亚临界-临界状态预警判据,是滑坡状态预警判据系统的重要组成部分;(3)滑坡临界时间预报判据9条,主要用于单体滑坡剧烈变形或临滑预报,是滑坡时间预报研究的关键判据.     

滑坡的变形破坏行为与内在机理

自20世纪60年代日本学者斋藤借助于蠕变试验成果进行滑坡预测预报以来,人们就一直不停地对斜坡变形破坏行为和滑坡预报方法进行研究和探索,先后提出了数十种滑坡预测预报模型和方法。随着滑坡变形监测实例的不断增多,其变形监测资料越来越丰富,各式各样的变形-时间曲线相继产生。斜坡变形-时间曲线的类型、特征以及形成这些变形-时间曲线的力学条件等诸多问题都是滑坡预警预报必须查明的最基本科学问题。本文通过对各类滑坡变形破坏行为和变形-时间曲线的分析总结,结合岩土体流变试验成果,根据斜坡变形-时间曲线特征,将滑坡分为稳定型、渐变型、突发型3类,并给出了产生这3类变形行为的力学条件。同时,从细观力学的角度分析认为,斜坡产生宏观变形破坏行为的主要原因是岩土体细观尺度颗粒的"流动"和"微破裂",但在不同岩性组成的斜坡和同一斜坡的不同变形阶段,"流动"和"微破裂"将分别发挥不同的作用。     

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。     

四川省雷-马-屏监狱通木溪滑坡形成机制分析与稳定性评价

通木溪滑坡为一老滑坡。其前缘为滑坡强变形区；中部为弱变形区；上部为老滑坡区。滑坡复活始于1998年。2001年滑坡发生。造成5400m^2的建筑变形破坏，直接经济损失300多万元。老滑坡的形成是滑坡复活的基础条件之一。中部生活用水入渗滑体滑带，大量建筑物加载，修筑公路局部开挖坡脚，前缘通木溪河常年掏蚀坡脚及降雨冲刷坡体和入渗补给滑体滑带成为滑坡前部复活的重要诱因。目前，老滑坡处于稳定状态。弱变形区和强变形区处于欠稳定一基本稳定状态。滑体饱水及地震工况下，强、弱变形区均处于欠一不稳定状态，且强变形区稳定性最差。横向上，中部稳定性较两侧差；纵向上，滑坡中前部稳定性比后部差。因此，开展对该滑坡的形成机制研究，将具有十分重要的现实意义。     

多元时间序列分析的滑坡演化阶段划分

滑坡的时间-位移曲线一般具有3个阶段特征,即初始变形阶段、等速变形阶段和加速变形阶段,不同演化阶段加速度具有不同的变化特点.目前往往是依据对加速度曲线特征的分析来人为划分演化阶段,缺少相应的理论支持和定量计算.针对上述问题,选取月降雨量、月库水位高程变化量对滑坡的累计位移建立多因素的时间序列预测模型.然后利用Chow分割点检验理论,以所建模型中F和LR统计量最大值点作为分割点对滑坡演化阶段进行划分.以新滩滑坡和三峡库区白水河滑坡为例,利用累计位移、降雨及库水位变化数据进行计算验证.结果表明,对多元时间序列模型进行Chow分割点检验可对滑坡的演化阶段进行准确划分,为滑坡的临滑预警预报提供重要判据.      

三峡库区反倾岩质滑坡防治措施研究

选取巫峡段茅草坡一典型反倾岩质滑坡为研究对象,阐述了库岸滑坡防治措施的分阶段设计流程(原则、思路和方法):首先基于已有的地质勘察资料和现阶段岸坡变形破坏特征分析岸坡变形破坏过程及现阶段所处的变形阶段,确定其相应的失稳模式和主控因素,提出滑坡防治比选方案;其次对于滑坡不同变形破坏阶段进行合理划分,运用数值模拟对滑坡防治各比选方案的治理效果开展岸坡不同变形破坏阶段的全过程评价,对比分析制定较合理的防治措施。研究结论主要有:(1)对同一岸坡而言,当其处于不同变形阶段时,其变形破坏模式和主控因素不完全相同,且同一防治方案的治理效果差别较大;(2)就茅草坡现阶段而言,滑坡处于变形破坏过程的坡脚弱化滑移阶段,此阶段变形破坏的主控因素为消落带岩体的弱化和滑移,格构护坡方案的造价低且防治效果最好,而锚杆锚固方案造价高且效果低。     

基于大变形分析的三峡库区某滑坡防治设计研究

三峡库区某岩质滑坡的变形失稳涉及到地质、环境、人类工程活动等多种因素。针对该滑坡的变形破坏规律和诱发机制,拟采用削坡、抗滑桩、排水系统等加固措施,以确保滑坡整体和局部稳定,其中加固方案的长期有效性将是整个治理工程的关键。通过对大变形数值方法以及滑坡治理工程措施特点的分析,认为在研究滑坡治理工程大变形问题时采用非线性大变形数值方法更加合理,加固方案的优化设计采用了三维快速拉格朗日分析（FLAC3D）法,通过对滑坡区位移场以及破坏区的变化规律进行分析,将各项加固措施及其组合工况的治理效果进行对比优选,最后确定出以抗滑桩和削坡为主、排水为辅的最优加固方案。该方案的治理效果已被实践资料所证实,其中的部分方法和结论对三峡库区滑坡地质灾害的防治具有指导意义。     

窑厂坪滑坡变形破坏特征及其形成机制分析

基于对高桥乡窑厂坪滑坡进行的钻孔勘探、水文调查以及滑坡体的变形破坏特征分析,查明该滑坡为岩质滑坡。通过滑坡体的变形破坏迹象、运动特征,将滑坡划分为Ⅰ(剧滑区)、Ⅱ(沉陷下错解体变形区)、Ⅲ(拉裂破坏变形区)、Ⅳ(拉裂沉陷变形区)、Ⅴ(滑覆区)5个区,并判别窑厂坪滑坡开始发育时具有推移式的特点,变形启动后则逐渐转变成以牵引式为主的变形破坏模式。     

基于InSAR形变监测的四川甲居古滑坡变形特征

位于四川省丹巴县聂呷乡甲居村的甲居古滑坡主要由甲居滑坡(H01)、聂呷坪滑坡(H02)、小巴旺村滑坡(H03)、聂拉村滑坡(H04)和山顶滑坡(H05)等5个次级滑体组成.受区域构造、强降雨、河流侵蚀、地层岩性等因素影响,甲居古滑坡次级滑体持续发生蠕滑变形,对位于滑体上的村庄、道路和前缘大金河等具有较大危害,2020年遭受50年一遇的强降雨后,古滑坡变形速率有进一步增大的趋势.采用SBAS-InSAR技术,结合遥感解译和现场调查,获取了甲居古滑坡2018年6月至2021年8月的地表变形特征,通过二维形变速率转换获取了甲居古滑坡沿斜坡向(slope)和垂直向(vertical)的形变速率.研究认为,甲居古滑坡沿雷达视线方向(V_LOS)形变速率最大达-179 mm/a,沿斜坡方向的形变速率(V_s)最大为-211 mm/a,沿垂直方向的变形速率(V_v)最大为-67 mm/a.甲居滑坡的北侧区域、聂拉村滑坡的南侧区域和山顶滑坡后缘变形较大,总体上位于强变形-极强变形区.甲居古滑坡的变形机制具有一定差异,其中甲居滑坡以牵引式变形为主,聂拉村滑坡以推挤式变形为主.由于古滑坡地质构造复杂、新构造活动强烈,在强降雨和河流侵蚀作用下极易导致滑坡蠕滑速率加快并进一步失稳,形成堵江溃坝等灾害.建议加强次级滑体的地表变形监测,为流域性地质安全风险防灾减灾提供技术支撑和科学依据.