地理信息系统支持下的滑坡-水文耦合模型研究

降雨及地形特征等因素对于滑坡发生有明显的控制作用。为了有效地将地表地形与斜坡的地下水运动特征结合起来，进行滑坡的稳定性分析，将工程中广泛采用的极限平衡方法与基于DEM的水文分布模型进行有效的集成，提出滑坡-水文耦合模型，在GIS中实现对滑坡快速有效的分析、预测，并建立了滑坡稳定的综合判定标准。通过模型的验证达到较高的精度。     

基于GIS和数量化理论Ⅱ的滑坡危险性预测

使用传统的数量化理论可以把定量和定性的指标结合起来综合判断滑坡发生的危险性,而这些方法在实际应用时面临的问题是如何高效率和高精度地定量把握各种滑坡影响因素的空间分布（如地质、倾角、土地利用、地形起伏、汇水面积等）。提出基于GIS的空间数据输入方法,通过矢量数据和栅格数据变换来快速高效地解决数据的准备问题,同时制作接口将这些数据输出,提供给数量化理论进行计算,并把结果反馈给GIS进行区域滑坡灾害预测图的制作。通过上述方法可以大大提高效率以及灾害预测图的准确度。该方法实际应用于日本熊本县水俣市地区得出的结果,证实提出的方法只需要传统方法所需时间的1／10就可以高精度地完成区域滑坡灾害预测图的分析计算和制作工作。     

基于GIS和数量化理论II的滑坡危险性预测

 使用传统的数量化理论可以把定量和定性的指标结合起来综合判断滑坡发生的危险性,而这些方法在实际应用时面临的问题是如何高效率和高精度地定量把握各种滑坡影响因素的空间分布(如地质、倾角、土地利用、地形起伏、汇水面积等)。提出基于GIS的空间数据输入方法,通过矢量数据和栅格数据变换来快速高效地解决数据的准备问题,同时制作接口将这些数据输出,提供给数量化理论进行计算,并把结果反馈给GIS进行区域滑坡灾害预测图的制作。通过上述方法可以大大提高效率以及灾害预测图的准确度。该方法实际应用于日本熊本县水俣市地区得出的结果,证实提出的方法只需要传统方法所需时间的1/10就可以高精度地完成区域滑坡灾害预测图的分析计算和制作工作。     

基于GIS的云南安宁县滑坡危险性预测

采用综合指标法中的信息量预测方法，结合GIS对云南安宁县滑坡危险性进行评价，根据已有滑坡和预测结果的对比，反映出应用GIS滑坡危险性预测的高效与准确。     

灰色-神经网络模型在滑坡变形预测中的应用

根据滑坡位移时间序列的单调增长的特殊性和非线性,运用响应成分模型将滑坡位移量分解成具有确定性的趋势项和具有不确定性的随机项,建立灰色-神经网络模型对趋势项和随机项进行预测。将该模型应用于基于实测位移资料的茅坪滑坡变形短期预测,证明该模型的有效性及可行性。     

甘肃省白龙江流域典型高位堆积层滑坡成因机制研究及其危险性预测

以甘肃省白龙江流域武都区泻流坡滑坡为例,在现场勘查测绘、多期遥感数据分析、地表位移监测、室内试验测试及数值模拟分析的基础上,对滑坡的发育特征、活动特性、形成演化过程进行深入探讨,并对泻流坡滑坡滑源区潜在不稳定块体危险性预测进行科学评价。结果表明：(1)泻流坡滑坡为多因素耦合作用形成的大型高位堆积层滑坡,体积达188.35×10⁴ m³,可分为上部潜在滑源区、中部狭窄流通区、下部停淤堆积区3个区段,整体具有多期次、多层级、逐级后退式演化特征,各滑体滑动表现为蠕滑拉裂–推移式变形特点;(2)泻流坡滑坡的形成演化以活跃新构造运动为主导,易滑的孕灾地层为基础,差异性不协调地貌为条件,而降雨持续劣化、历史强震震裂效应及断裂蠕滑效应是滑坡失稳的主要诱发因素;(3)稳定性计算结果表明,目前滑坡整体处于基本稳定～欠稳定状态,在多个部位仍存在不同程度变形破坏,利用River-Flow^2D软件对上部潜在滑源区在极端降雨条件下启动和运动过程模拟结果显示,模拟最大滑动距离810 m,最大速度可达33.5 m/s,最大堆积厚度为26.7 m,总堆...     

基于GIS的滑坡预测模型的预测率及其作用

滑坡预测模型的选择直接影响到滑坡预测的准确性,是滑坡预测的关键所在。该研究利用意大利Alpago地区的滑坡数据和其他相关地理空间数据,以模糊伽马模型、模糊代数积模型、模糊代数和模型以及模糊最小模型等4个定量滑坡预测模型为例,探讨滑坡预测模型的预测率在对比、评价和选择不同模型方面的作用。滑坡预测模型的预测率是,模型预测结果图的各个级别类型中,未用于建模的滑坡面积百分比的累积分布函数。在地理信息系统中,利用已知的滑坡分布数据和模型的预测结果图,可以计算滑坡预测模型的预测率。研究结果表明,滑坡模型的预测率是滑坡预测模型自身特性的度量,在输入图层和滑坡类型确定的条件下,滑坡预测模型的预测率可作为对比、评价和选择不同模型的定量指标,可以用来确定最合适的预测模型。     

Verhulst反函数模型滑坡起始预测时刻的选择

 Verhulst反函数模型用于滑坡预测的关键在于起始预测时刻t0的选择。针对用定量计算方法选择t0,研究模型中对数函数自变量存在出现负值的问题。计算所有t0满足模型要求的累计位移和相对位移预测数据,形成预测曲线,通过分析预测曲线与实际监测曲线选择起始预测时刻t0值,得出其选择的主要原则：(1) 预测位移在观测序列点n和n +1处成立;(2) 预测累计位移曲线与实测曲线形态相似;(3) 预测相对位移与实测相对位移在点n处差值最小。多种已知滑坡试验表明：其临滑时刻的预测精度可以达到1个时间间隔以内,t0选择方法是有效的。     

基于时间序列与PSO-SVR耦合模型的白水河滑坡位移预测研究

 滑坡位移预测模型的选择及其参数的选取是滑坡位移预测中至关重要的2个问题,以往的模型在预测滑坡位移时具有诸多的限制和不足。以三峡库区白水河滑坡为研究对象,基于时间序列分析方法,分离提取出滑坡趋势性位移与周期性位移。前者主要受控于滑坡的内部因素(物质组成、地质构造、地形地貌等),可用最小二乘法对其进行多项式拟合并预测;后者是由外部影响因素(季节性降雨、库水位变动等)导致,取当月降雨量、双月降雨量、库水位高程、月间库水位变化量、双月库水位变化量和年间累计位移增量作为周期性位移的影响因子,提出采用可优化选参的粒子群优化算法(PSO)与支持向量机回归(SVR)相结合的方法对其进行预测;将各分位移预测值叠加得到累计位移预测值。运用多种方法进行分析对比,结果表明,基于时间序列与PSO-SVR耦合模型的滑坡位移预测精度要明显高于BP神经网络模型、网格搜索法优化的支持向量机模型(GS),其在滑坡位移预测中具有一定的理论基础和良好的应用前景。     

二维高速滑坡力学模型

针对高速滑坡能量大、速度快，往往会带来灾难性破坏的严峻现实，研究滑坡的发生机制、分析滑坡体的滑动时间及滑动速度对预测滑坡体的破坏特征具有重要意义。基于灾变链式理论，借助滑坡体含水条件下的突滑力学模型，结合滑动过程中的能量转化和耗散，提出一种新的滑坡体滑动速度及滑动时间的计算公式。该计算公式考虑了孔隙水和空气阻尼的耦合作用，能够较好地符合实际情况。实际工程中可用该公式来判断滑坡的危害性，为工程设计及施工提供理论依据。     

基于时间序列分析的滑坡位移预测模型研究

 结合滑坡位移监测数据,从分析滑坡位移演变规律的角度出发,将滑坡位移分解为受其自身基础地质条件控制的趋势项位移以及由外界因素如降雨、库水位变动等影响的周期项位移,应用时间序列分析方法建立滑坡位移预报模型。采用二次移动平均法分离滑坡位移的趋势项和周期项,在此基础上分别采用GM(1,1)灰色模型和自回归AR模型分别对滑坡趋势项位移和周期项位移进行预测,将计算得到的各分项位移预测值叠加即得到总位移预测值。以三峡库区八字门滑坡位移为例,分析对比实测与预测位移–时间曲线之间的关系。计算结果能够较好地体现出滑坡在外界诱发因素作用下位移的发展变化趋势,说明所建滑坡位移预测预报模型效果较好,在滑坡位移预测中是有效可行的。     

基于诱发因素响应分析的滑坡位移预测模型研究

 滑坡位移的变化除与其基础地质条件相关之外,更取决于诱发因素的动态作用。为建立滑坡位移动态变化与诱因变化的响应关系,采用时间序列分解预测模型,通过移动平均法将位移分解为趋势项及周期项。趋势项位移由边坡的势能和约束条件所决定,利用多项式位移函数进行拟合预测。周期项位移受库水位涨落和降雨等诱因的周期性动态作用而变化,选取当前月降雨量、累计前两月降雨量、月库水位高程变化量及年内总位移累计增量为影响因子,利用BP神经网络进行多变量位移预测。将各分项位移预测值叠加,从而得到总位移预测值。以三峡库区白水河滑坡为例,利用位移、降雨及库水位变化数据进行计算验证。结果表明,基于滑坡诱发因素和位移变化综合分析预测模型,可以较好地反映诱因动态变化对滑坡位移发展的关键作用,提高预测结果的精度和有效性。     

具有蠕变特点滑坡的加速度变化特征及临滑预警指标研究

 具有蠕变特点的滑坡从变形启动到整体滑动破坏这一过程一般要经历初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,且不同阶段有其不同的变形特点。依托于大量滑坡变形监测数据,对滑坡从开始变形到失稳破坏全过程中的累积位移、变形速率和加速度等的变化规律进行系统地分析和研究,发现加速度的变化表现出与累积位移和变形速率完全不同的特点。在斜坡变形进入临滑阶段之前的所有时间段内,加速度值基本在0附近作上下振荡,而一旦进入临滑阶段,加速度则骤然剧增,呈现出明显的突变特征。也就是说,加速度在斜坡进入临滑阶段前后呈现出迥然不同的特点。针对此特点,提出基于加速度的滑坡临滑预警方法和临滑预警指标d。根据该指标,可望实现滑坡的自动临滑预警。     

滑坡耦合效应及耦合参数研究

通过对滑坡形成的环境因素进行分析,诠释五大类环境因素中内在的耦合效应,并确定滑坡的耦合参数。运用改进的3层BP神经网络系统并结合MATLAB语言编程来实现耦合参数的量化,并在具体的工程实例中得到验证,对我国西南地区滑坡的研究有一定的参考价值。     

滑坡变形破坏机理和整治工程的模型试验研究

为分析某滑坡的变形破坏机理以及整治效果,选取了不同的模型材料来模拟相应的岩类,以相似比1∶200建立了滑坡的模型。通过地质力学模型试验,模拟并研究了不同工况下滑坡体位移、抗滑桩和锚杆的受力状态随试验步骤的变化,根据试验结果对滑坡变形与破坏机理进行了分析,比较了2种加固设计参数下的整治效果并进行优化。该成果可为该类滑坡的机理研究和有效整治提供科学依据。     

基于地下水位变化的滑坡预测时序分析

 松散堆积土滑坡受地下水位变化影响显著,地下水位变化先于地表位移,易于监测。在坡体表面位移与地下水位之间建立联系,将地下水位监测作为滑坡预测的手段或辅助预测手段具有广泛的应用前景。相关数据序列分析可借助向量自回归模型,其兼顾数据序列的相关性分析和回归分析,可用于研究时间顺序数据间的滞后效应及多种时序间的联系。基于地下水位变化会引起滑坡下滑推力改变的认识,将实测地下水位变化的时序数据转化为推力引起土体位移加速度的改变,建立实测滑坡位移变化加速度与根据地下水位变化引起滑坡推力变化的计算标称加速度的向量自回归模型,可判断坡体表面位移受地下水位影响的规律及相应的滞后时间。所建立模型应用于上虞-三门高速公路6#滑坡分析,验证模型在滑坡位移预测中的有效性,为相关滑坡工程的预测分析提供了参考和借鉴。     

滑坡灾害过程耦合机制与方法研究

在三峡库区,沿江公路、城镇基础设施等所在区段,往往也是库岸再造、滑坡灾害多发地段。在基础设施修建过程中,有土石方开挖和填筑过程,期间还可能有不利的降雨过程、库水位浸泡过程、库水位降落过程、滑坡前缘冲蚀与淘蚀过程等等,这些过程耦合作用对滑坡稳定性有何影响,是滑坡工程评价和治理的关键。提出滑坡稳定性过程耦合机制及方法的新观念,并通过算例分析发现,对滑坡稳定性而言,水体入渗、前缘开挖、后缘填筑过程,均会降低滑坡稳定性。一般而言,水体入渗过程造成的滑带土抗剪强度参数衰减影响最显著,出现不利过程耦合时,对滑坡稳定性有灾难性影响。由于存在过程耦合作用的效果问题,因而在建设过程中应采取合理的施工步骤。