时间序列分析与支持向量机的滑坡位移预测

滑坡在变形演化过程中,遭受季节性外界影响因素的作用,变形位移时间曲线呈现出阶跃型特征.采用时间序列分析方法,将位移分解为趋势项和季节项.趋势项位移由坡体自身地质条件控制,利用多项式函数进行预测|季节项位移受降雨、库水位和地下水位等因素的季节性作用而变化.选取当月降雨量、累计前2个月降雨量、当月库水位高程、月库水位变化速率和当月地下水位高程作为影响因子,利用进化支持向量机耦合模型进行预测|通过时间序列加法模型得到滑坡总位移预测值.以三峡库区白家包滑坡为例,通过计算得到预测结果与实际监测值基本吻合,其中最大均方根误差为188,而最小相关系数为098.研究表明：基于时间序列分析与进化支持向量机的滑坡位移预测模型,有效反映了阶跃型滑坡位移变化规律与季节性影响因素之间的响应关系,是一种行之有效的滑坡位移预测方法.     

库水位波动与降雨作用下的滑坡流固耦合分析

库区水位周期性涨落将改变两岸土体地质条件,在联合降雨组合作用下,容易诱发滑体变形,极大程度地影响了滑坡的稳定性。以三峡库区卢家沱滑坡为例,针对滑体剖面二维模型,采用Geo-Studio软件模拟了不同库水位与降雨组合的滑坡稳定性分布情况;同时根据有限元软件Abaqus建立三维模型进行流固耦合作用分析。结果表明:在水库水位下降及降雨条件联合作用下,遭遇最不利工况时,滑坡将加剧变形,整体位移加大,存在局部失稳的可能,但由于滑坡前缘土体为中-强透水,利于地下水渗出,滑坡整体位移变化较小,未观察到塑性贯通区,可以确定卢家沱滑坡在不同工况条件下仍处于基本稳定状态。     

石榴树包水库型滑坡三维有限元分析

对三峡库区水库型滑坡——石榴树包滑坡建立三维有限元计算模型,计算水库水位涨落引起的滑坡体渗流场变化对滑坡位移场的影响.根据计算所得的结果和对石榴树包滑坡在不同库水位作用下的位移场的比较分析,得出坡体在库水位变化下位移场的变化规律和对坡体稳定性变化的关系,从而为水库型滑坡的监测布点提供参考.     

堆积层滑坡卸加载响应比基本原理及其应用

在系统分析降雨型堆积层滑坡位移与失稳动因与机制的基础上,首次提出卸加载响应比理论的基本原理.将降雨量的变化作为滑坡的卸加载参数,相应平均位移速率的变化值为卸加载响应参数,由此确定的位移卸加载响应比作为位移动力学参数,根据堆积层滑坡位移动力学规律论证了该位移动力学参数在滑坡预测预报的可行性和有效性,建立卸加载响应比预测模型.以新滩滑坡分析为例,运用卸加载响应比预测模型对新滩滑坡关键部位监测点A3、B3进行了卸加载响应比计算,发现这两点的卸加载响应比时序曲线均在失稳前发生突变,其突变时间与边坡实际失稳时间完全吻合.上述研究结果证明了卸加载响应比理论是可以应用于堆积层滑坡中短期预测预报的一种有效方法.     

库水位骤降条件下滑坡稳定性分析

三峡水库蓄水后,库水位消落对库岸滑坡稳定性具有重要影响。在详细调查三峡库区奉节县龙潭滑坡工程地质条件的基础上,分析了滑坡的发育特征、变形破坏机制、诱发因素及形成机理,根据三峡库水位调控方案,运用Ｇｅｏ-ｓｔｕｄｉｏ软件模拟库水位从１７５ｍ降至１４５ｍ的滑坡渗流场,评价了不同库水位下降速率工况（０.６～１.２ｍ／ｄ）的滑坡渗流场特征及其稳定性。研究表明：该滑坡处于稳定状态,稳定性系数随库水位下降速率的增大而减小;浸润线的下降速率慢于库水位下降速率,存在明显滞后性。研究成果对预报三峡水库库岸滑坡灾害具有一定的参考价值。     

基于灰色模型在大坪滑坡中的预测

利用灰关联分析方法对降雨量、三峡库区水位、水位孔水位等影响因子进行灰关联度分析,得出了影响因子与水位孔地下水位的关联程度,根据此关系建立了MGM(1,n)模型。根据三峡库区近坝库段大坪滑坡中某一滑坡带2007年至2009年监测数据,对大坪滑坡体三个监测孔水位分别进行了预测,并对预测值进行了精度分析,得到了合理可靠的结论,为三峡库区滑坡体的稳定性预测预报提供了有益的建议。     

基于灰色模型的滑坡变形预测

详细讨论了灰色模型GM（1,1）与基于权的一阶一元灰色预测模型pGM（1,1）的基本内容及建模过程,并成功地将两模型应用于三峡库区某滑坡水平位移监测的预测预报,相应地用MATLAB编写了灰色系统预测程序,便于实际应用,实践证明,灰色预测模型在滑坡预测预报中具有较高的应用价值．     

降雨和库水位耦合作用下滑坡的模型试验研究

降雨和库水位上升是滑坡失稳的重要因素之一,为探究滑坡变形过程和失稳条件,选取千将坪滑坡为实体对象,制作相似比为1:190的物理模型,在降雨和库水位耦合作用下,通过不同模型倾角角度并辅以监测手段进行试验研究。试验结果表明:滑面倾角越大,在同样诱发因素下越容易失稳;在降雨和库水位耦合作用下,位移基本存在于滑坡前缘,滑坡后缘波动较弱,表现出牵引式滑坡特征;滑坡土压力与位移变化存在一定的对应关系,土压力随着滑坡的缓慢变形逐渐增加,滑坡破坏前瞬间土压力急剧增大达到峰值,破坏失稳时土压力急剧减小,呈现出应力重分布现象。     

蓄水作用下的滑坡破坏机理研究

三峡水库处于正常蓄水运行初期时,库水位将涨落于145～175m水位间,在库水位升降引起的剧烈变动下,将会对滑坡产生一系列不良作用,影响到库区滑坡稳定性,诱发滑坡变形。确定卡子湾滑坡的浸润线分布,分别计算降雨和不同蓄水位下的稳定性系数。计算结果表明:随库水位上升,滑坡体浸润线分布也随之上升,在降雨条件下的滑体后缘浸润线分布会受到一定影响;滑坡整体稳定性随库水位上升逐渐减小,联合降雨条件下,滑坡的稳定性系数相对减小。     

三峡库区水库型滑坡变形监测剖面选取研究

在三峡水库蓄水和运行条件下,三峡库区水库型滑坡不同部位的地下水位和位移的改变表现出对库水位变化的敏感程度不同的特征.根据位移的变化对库水变化敏感程度的不同与监测信息量获取大小的关系,采用模糊模式识别方法对三峡库区水库型滑坡位移场变化对水库水位变化的敏感程度进行数值分区.借助水库型滑坡位移场变化敏感程度数值分区规律,提出三峡库区水库型滑坡变形监测剖面选取的一般原则.根据该原则,以三峡库区水库型滑坡——泄滩滑坡为工程实例,给出泄滩滑坡变形监测剖面的具体布置.     

基于FLAC3D的浮托型推移式滑坡稳定性分析

基于三峡库区典型浮托型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质特征,建立计算模型和计算工况,采用强度折减法运用FLAC3D求解稳定系数,计算成果与传递系数法较符合;结合条块自身稳定系数变化量,用剪应变增量分析滑坡在各种工况下的变形特征：滑坡在长江高水位下稳定性最差;水位下降时前缘的变形大,降雨时后缘变形较大,该滑坡类型为浮托型推移式滑坡。     

库水位上升对古滑坡稳定性的影响

以九甸峡库区坎前古滑坡为例,研究水库蓄水初期对古滑坡稳定性的影响。采用GPS对该边坡进行高精度、连续性的位移监测,结合滑坡具体的工程地质条件,对其变形特征进行分析,并且采用Geo-slope计算不同蓄水速率条件下的库岸边坡的安全系数。结果表明,蓄水初期库岸边坡整体较为稳定,蓄水速率越大对其稳定性越不利,库水上升速率超过0.5 m/d时将会发生局部失稳;滑体中部变形较大,变形速率具有逐渐变小的趋势;变形破坏模式为中后部分块、分级推移前缘的蠕变破坏特征。蓄水初期古滑坡整体较为稳定,库水位快速上升时将会出现局部失稳;采用Geo-slope分析滑坡稳定性变化规律,与采用GPS监测数据分析的规律相符,验证了监测数据的可靠性。     

大冶铁矿滑坡预测模型研究

在深入研究滑坡变形特征的基础上,以大冶铁矿东露天采场狮子山北帮滑坡位移监测数据为依据,采用灰色理论,将滑坡的预测模型与滑坡运动特征相结合,推导出传统GM(1,1)模型和优化的GM(1,1)模型,通过验算比较,优化的GM(1,1)模型预测曲线与实测曲线的拐点及发展趋势高度吻合,模拟精度高,预测值可信度大,对临滑滑坡也有一定的预警意义.优化的GM(1,1)模型可以用于中长期预测模型.     

大冶铁矿滑坡预测模型研究

在深入研究滑坡变形特征的基础上,以大冶铁矿东露天采场狮子山北帮滑坡位移监测数据为依据,采用灰色理论,将滑坡的预测模型与滑坡运动特征相结合,推导出传统GM（1,1）模型和优化的GM（1,1）模型,通过验算比较,优化的GM（1,1）模型预测曲线与实测曲线的拐点及发展趋势高度吻合,模拟精度高,预测值可信度大,对临滑滑坡也有一定的预警意义．优化的GM（1,1）模型可以用于中长期预测模型．     

丹江口库区滑坡发育规律

为揭示丹江口库区滑坡的发育规律,对滑坡空间分布与岩土类型、岸坡结构、地形地貌及水的作用等形成条件的相关性进行了统计分析,分析结果对于后期工程库水位抬高后库岸滑坡预测预报具有重要意义,也可供类似地区的滑坡预测借鉴.     

相关性优先的滑坡位移组合预测

组合预测模型已经成为滑坡变形预测的一种有效方法.通过建立相关性优先的滑坡位移组合预测模型,同时顾及预测精度,以三峡库区店子湾滑坡为例,对GPS监测累积水平位移进行预测,同时构建平方和误差(SSE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方百分比误差(MSPE)等5个评价指标进行全方位评价,由计算结果可知,该模型预测的平均绝对百分比误差(MAPE)仅为5.5%,相关系数达到0.72,取得了较好的效果.     

库水与降雨作用下三门洞滑坡渗流特征及稳定性分析

从三峡库区三门洞滑坡的工程地质概况出发,分析了滑坡的宏观巡查及监测数据反映的变形特征,总结变形规律。然后分别以渗流场理论和稳定性分析基本理论为基础,对设置的不同工况进行了地下水位模拟及稳定性计算。结果表明:库水位上升时,水位线呈下凹状,提高滑坡的稳定性;库水位下降时,水位线呈上凸状,降低滑坡的稳定性。并且下降速率越大,水位线凸出越显著,稳定性系数降低越快。此外,降雨会抬高地下水位线,也对滑坡稳定性不利。     

灰色模型在忠武输气管道沿线滑坡预警预报中的应用

详细研究了灰色模型GM(1,1)建模过程,并成功地将此模型应用于忠武输气管道中滑坡水平位移监测的预测预报,相应地用Matlab编写灰色系统预测程序,便于实际应用,实践证明,灰色预测模型在滑坡预测预报中具有较高的应用价值.     

水位变动对库岸古滑坡稳定性影响研究

水库蓄水及水位骤降可能诱发古滑坡复活或部分复活,乃至产生新的滑坡是多数新建大型水利枢纽工程必须面临的工程地质问题.基于水位变动对库岸古滑坡作用机理分析,以某大型库岸古滑坡为研究对象,通过数值模拟探讨水位变动对库岸古滑坡变形及整体稳定性的影响,结果表明:库岸古滑坡对水位变化敏感,随库水位上升向库区方向变形逐渐增大,坡脚和滑动带塑性区不断发展;当水位骤降时将导致局部失稳,并有可能引发渐进性破坏.研究成果对同类工程的边坡治理及边坡预警具有指导意义.     

基于优化的灰色GM模型的滑坡预测

滑坡发生的时间预报是目前滑坡预报的关键方向之一,而滑坡预测模型的建立是滑坡时间预测的核心．由于滑坡的模糊性和灰色不确定性特点,采用灰色预测模型适用有效．本文在灰色系统理论的基础上,研究了灰色GM（1,1）的建模和精度检验过程,根据残差对模型进行了高阶优化．同时结合工程实例,选择了有效合理的监测数据,进行了滑坡临滑预报模型的研究,并将传统GM模型与优化GM模型的精度进行了对比,结果显示优化的GM模型预测精度大大提高．在灰色优化的GM（1,1）模型研究基础上,对临滑时间进行了预报,结果显示预测时间较早,可以起到提前预报作用．根据预测模型分析,提出了一些有益结论,供今后滑坡预报工作的参考．