一種滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種滑坡預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，尤其是針對(duì)一次滑動(dòng)型滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬 合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 滑坡預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的方法一般可以分為以下四類：
[0003] 1、基于實(shí)測(cè)資料的經(jīng)驗(yàn)方法（典型曲線法、剖面函數(shù)法）：通過對(duì)滑坡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)（包括應(yīng)力監(jiān)測(cè)和位移監(jiān)測(cè)），確定各種應(yīng)力位移值的函數(shù)形式（解析公式、曲線或表格 等）和預(yù)計(jì)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。
[0004] 2、試驗(yàn)（包括現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)）：通過試驗(yàn)方法求出巖土體的力學(xué)參數(shù)（粘 聚力和摩擦角等），采用理論方法（不平衡推力法，Janbu法，Sarma法等）計(jì)算其穩(wěn)定性系 數(shù)，進(jìn)而預(yù)測(cè)滑坡的穩(wěn)定性。
[0005] 3、模型模擬：通過建立相似模型，模擬滑坡形態(tài)，滑動(dòng)過程以及滑坡誘因等，其關(guān) 鍵在于相似性的確定（不僅僅是幾何相似，也包括材料相似以及重力加速度等方面的相似 擬合。）
[0006] 4、除此之外，有限單元，離散元等方法也經(jīng)常用于模擬滑坡的應(yīng)力和變形特征；非 線性方法（模糊評(píng)價(jià)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）在滑坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)也有廣泛應(yīng)用。
[0007] 滑坡的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)從M. Saito提出滑坡時(shí)間預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)公式算起，已有四十多年歷 史。研宄從定性到定量，從簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)到GPS和三維精確監(jiān)測(cè)，從穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算到引入影響 因素，應(yīng)用非線性方法，滑坡預(yù)測(cè)的理論和方式逐漸多樣化，復(fù)雜化和精確化。
[0008] 我國(guó)在滑坡預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面大致可分為三個(gè)階段：60-70年代，主要是定性判斷，輔 以少量定量計(jì)算，監(jiān)測(cè)方式簡(jiǎn)單且單一； 80年代，逐漸過渡到定量計(jì)算，主要以位移進(jìn)行定 量預(yù)報(bào)；90年代以后，引入非線性方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，同時(shí)關(guān)注影響因素，將定量的數(shù) 據(jù)（位移和應(yīng)力）與影響因素相結(jié)合。
[0009] 滑坡預(yù)報(bào)中，Saito以大量實(shí)驗(yàn)證明，土體滑坡加速滑動(dòng)蠕變速率與破壞時(shí)間成線 性相關(guān)，并以此建立了預(yù)測(cè)模型（Satio M. 1965, Forcasting the time to occurrence of a slope failure, Proc. 6th Int.Conf.S.M. F.E, Montreal, 2:537-541)，這是前期滑坡的經(jīng) 驗(yàn)預(yù)測(cè)，也被認(rèn)為是滑坡預(yù)報(bào)的開始；許強(qiáng)等（許強(qiáng)，黃潤(rùn)秋，1995,加卸載響應(yīng)比理論探討 邊坡失穩(wěn)前兆，中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，6(2) :25-30)通過滑坡的位移和應(yīng)力的分析，對(duì) 加荷卸荷狀態(tài)下的滑坡進(jìn)行預(yù)報(bào)；沈強(qiáng)等（沈強(qiáng)，陳從新，汪穩(wěn)，2006,邊坡位移預(yù)測(cè)的RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，25 (51) : 2882~2887.)利用非線性方法，實(shí)現(xiàn)樣本的 反復(fù)學(xué)習(xí)處理，建立了滑坡位移預(yù)報(bào)模型。
[0010] CN103605903A公開了一種"滑坡時(shí)間中短期預(yù)報(bào)方法"以位移動(dòng)態(tài)為參數(shù)，建立了 滑坡時(shí)間中短期預(yù)報(bào)多項(xiàng)式模型，該方法采用二次函數(shù)對(duì)滑坡進(jìn)行預(yù)報(bào)，通過不同曲線形 式的擬合，對(duì)滑坡的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析；二次函數(shù)的二階偏導(dǎo)為常數(shù)，即該模型假設(shè)加 速度是一個(gè)與時(shí)間無關(guān)常數(shù)項(xiàng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0011] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種考慮到加速度隨時(shí)間的變 化，進(jìn)而分析其受力過程，通過滑坡位移監(jiān)測(cè)，采用對(duì)數(shù)模型對(duì)滑坡的穩(wěn)定性和失穩(wěn)時(shí)間進(jìn) 行判斷和預(yù)測(cè)。
[0012] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0013] 一種滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，先設(shè)定滑坡對(duì)數(shù)模型預(yù)測(cè)的形式， 根據(jù)非線性曲線擬合的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，求出未定常數(shù)項(xiàng)，確定預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型；再根據(jù) 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型對(duì)滑坡后期的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷滑坡是否失穩(wěn)以及預(yù)測(cè)滑坡發(fā)生劇滑的時(shí) 間。
[0014] -種滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，包括以下步驟：
[0015] a、數(shù)據(jù)處理：將滑坡的數(shù)據(jù)整理成為一個(gè)（文件名）.txt文件，其中第一列為時(shí)間 (t/d)，第二列為水平位移（x/cm)，第三列為數(shù)值位移（y/cm)。（水平位移以與滑坡滑動(dòng)方 向一致為正，豎直位移以向下為正）；
[0016] b、數(shù)據(jù)錄入：將（文件名）.txt文件錄入開采沉陷變形預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型；
[0017] C、數(shù)據(jù)選擇：可以選擇X位移、y位移或合位移進(jìn)行曲線擬合；（單一選擇，需要多 種位移可以重復(fù)計(jì)算；可以根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在位置有目的地選擇。）
[0018] d、數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)項(xiàng)使用，包括使用全部數(shù)據(jù)項(xiàng)或僅使用前_個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)；
[0019] e、是否保存計(jì)算結(jié)果（保存結(jié)果存于應(yīng)用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所在文件夾中，生成一個(gè)含 有五個(gè)文件的文件夾，五個(gè)文件中有三個(gè)曲線圖，可以體現(xiàn)滑坡不同時(shí)間的位移，速度和加 速度，另外兩個(gè)為計(jì)算結(jié)果的文本文件）
[0020] f、模型選擇：選擇
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，其特征在于，首先設(shè)定滑坡對(duì)數(shù)模型 預(yù)測(cè)的形式，根據(jù)非線性曲線擬合的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理擬合，求出未定常數(shù)項(xiàng)，確定預(yù)測(cè) 預(yù)報(bào)模型；其次根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型對(duì)滑坡后期的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷滑坡是否失穩(wěn)以及預(yù) 測(cè)滑坡發(fā)生劇滑的時(shí)間。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，其特征在于， 包括以下步驟： A、 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理，將滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理成一個(gè)文本文件，第一列為時(shí)間，單位：天；第 二列為水平位移，單位：cm;第三列為數(shù)值位移，單位：cm;每一列之間用英文狀態(tài)下的逗號(hào) 隔開； B、 點(diǎn)擊瀏覽，找到文本文件所在路徑并打開； C、 選擇數(shù)據(jù)：根據(jù)具體物理意義選擇x位移、y位移或者合位移； D、 選擇數(shù)據(jù)使用項(xiàng)：選擇全部數(shù)據(jù)或使用前n個(gè)數(shù)據(jù)； E、 選擇是否保存計(jì)算結(jié)果； F、 選擇對(duì)數(shù)模型
式中，t為時(shí)間，單位d;Pl，p2為待定常數(shù)，由輸入的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)求得； G、 點(diǎn)擊開始計(jì)算； 如選擇x位移，y位移或者合位移作比較，重復(fù)步驟C~G步驟； H、 得到預(yù)報(bào)結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)擬合的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，先設(shè)定滑坡對(duì)數(shù)模型預(yù)測(cè)的形式，根據(jù)非線性曲線擬合的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，求出未定常數(shù)項(xiàng)，確定預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型；再根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型對(duì)滑坡后期的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷滑坡是否失穩(wěn)以及預(yù)測(cè)滑坡發(fā)生劇滑的時(shí)間。該模型不僅能判斷滑坡是否穩(wěn)定，而且能精確判斷滑坡最可能發(fā)生劇滑的時(shí)間。該模型是一種動(dòng)態(tài)性預(yù)報(bào)，每增加一個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，便可以擬合出一個(gè)新的曲線，可以及時(shí)把握變形的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)；通過新舊曲線得到的預(yù)報(bào)結(jié)果的對(duì)比，可以相互驗(yàn)證其擬合結(jié)果的準(zhǔn)確性。能判斷滑坡是否會(huì)發(fā)生加速滑動(dòng)，有效預(yù)測(cè)滑坡的變形量，滑移速度和加速度，并預(yù)測(cè)滑坡最可能快速滑動(dòng)的時(shí)間。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號(hào)】CN104699995
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510157652
【發(fā)明人】佴磊, 黃耀龍, 呂巖, 李澤闖, 蘇占東
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日