基于地质材料变形破坏机理的滑坡局部和整体破坏预测方法技术

本发明专利技术公开了基于地质材料变形破坏机理的滑坡局部和整体破坏预测方法，包括：一、分析滑坡局部和整体破坏特征，确定评价滑坡现状的多参量时空稳定性评价指标；二、根据目标滑坡监测的时间

【技术实现步骤摘要】
基于地质材料变形破坏机理的滑坡局部和整体破坏预测方法


[0001]本专利技术属于滑坡预测预报
，特别涉及基于地质材料变形破坏机理的 滑坡局部和整体破坏预测方法。

技术介绍

[0002]滑坡预测预报是一个迄今仍未得到很好解决的科学难题。滑坡是由局部破坏 渐进发展为整体破坏，但局部和整体破坏标准还未建立，变形破坏的临界位移决 定方法还不完善。另外，滑坡破坏时，各处的位移值均不相同，不同滑坡的变形 破坏机理也不相同，不同监测时间的破坏临界位移值也不相等。现行的滑坡预测 预报的临界位移、临界变形速率等，没有指出滑坡何处的临界位移及临界变形速 率等，更困难的是：滑坡整体破坏时，每点位移、速度、加速度等均不相同，这 给滑坡的准确预测预报造成很大阻碍。
[0003]目前滑坡预报预测方法大多采用机器学习法，通过对模型进行训练学习来预 测滑坡位移，但目前滑坡破坏样本数显然难以满足机器学习法的要求，致使机器 学习法准确度不够。在公开号为CN 113379138 A的中国专利申请《一种预测边坡 破坏时间的加速度平方根倒数法》中，利用加速度平方根倒数
‑
时间的拟合公式， 再结合力学分析计算边坡破坏时的加速度，从而预测滑坡时间。但该方法未考虑 滑坡局部破坏与整体破坏间的关联。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
中提到的问题，本专利技术提供了基于地质材料变形破坏机理的 滑坡局部和整体破坏预测方法。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]基于地质材料变形破坏机理的滑坡局部和整体破坏预测方法，包括：
[0007]一、分析滑坡局部和整体破坏特征，确定评价滑坡现状的多参量时空稳定性 评价指标，至少包括滑坡点破坏描述特征参量、滑面破坏描述特征量和滑坡整体 破坏描述特征量；
[0008]二、根据目标滑坡监测的时间
‑
剪位移曲线，以及目标滑坡地质材料的组成特 征及力学行为特征，获得滑坡后期局部和整体破坏趋势，并预测多参量时空稳定 性评价指标的后期发展趋势；
[0009]三、根据目标滑坡现场监测的时间
‑
剪位移曲线确定目标滑坡的发展趋势，并 确定破坏区和阻滑区，在破坏区尽量少布设监测设备，在阻滑区尽量多布置监测 设备，将各监测点的时间
‑
剪位移曲线作为滑坡局部破坏判定依据；
[0010]四、对主推力法曲线作左右两特征曲线切线AB、CD，切线AB、CD相交于 E点，作角AEC的角平分线并与主推力法曲线相交于F点，F点对应滑面的G点， 在G点布设监测设备，将G点的时间
‑
剪位移曲线作为滑坡整体破坏判定的依据。
[0011]在一些具体实施方式中，滑坡点破坏描述特征参量至少包括应力破坏率、应 变破坏率和破坏面积比。
[0012]在一些具体实施方式中，滑面破坏描述特征量包括应力破坏面积比、应变破 坏面积比、应力破坏比、应变破坏比、摩阻力变化系数、驱动下滑力变化系数、 正压力变化系数、切向位移变化系数、法向位移变化系数。
[0013]在一些具体实施方式中，滑坡整体破坏描述特征量包括主推力法稳定系数、 主拉力法稳定系数、富余摩阻力法稳定系数、综合位移法稳定系数、富余位移法 稳定系数。
[0014]在一些具体实施方式中，步骤三中布设监测设备的一种具体方法为：不同时 刻在不同位置布设监测设备；一旦滑面某点达到临界状态，在该点前缘不同位置 埋设监测设备。
[0015]本专利技术考虑了滑坡局部破坏与整体破坏之间的关系，提出了控制滑坡关键段 的决定方法及不同时段滑坡局部和整体破坏的不同位移预警值的确定方法。
[0016]本专利技术的特点和有益效果如下：
[0017]1)可以决定滑坡渐进局部和整体破坏滑面、坡体及坡面上不同点的位移值；
[0018]2)可以指导滑坡坡体、坡面等相对应的破坏区和非破坏区监测点的设备类型 及分布；
[0019]3)可以提供滑坡渐进破坏的位移和力的过程描述；
[0020]4)结合上述滑坡监测点布置及监测量的大小，实施滑坡在不同变形状态下的 多参量稳定性分析，为滑坡预测预报和控制设计提供依据。
附图说明
[0021]图1为本专利技术方法流程图；
[0022]图2为地质材料单点的特征曲线，其中，图(a)所示为单点所受剪力T和法 向力F
n
的关系；图(b)为单点的剪力
‑
剪位移曲线；图(c)为单点的时间
‑
剪位 移曲线；
[0023]图3为地质材料力学行为与滑坡变形特征的对应示意图，其中，图(a)为剪 力
‑
剪位移曲线的划分示意图；图(b)为滑坡沿滑面的不同点；图(c)为滑坡高 度与剪位移的关系曲线；
[0024]图4为图3(b)中各点的时间
‑
剪位移曲线；
[0025]图5为本专利技术预测方法的原理示意图，其中，图(a)为岩土体不同点的剪力
ꢀ‑
剪位移曲线；图(b)示出了滑坡沿滑面和坡面的不同监测点；图(c)为坡面不 同监测点的时间
‑
剪位移曲线；图(d)为主推力法曲线。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合实施例， 对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用以解释本 专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]为便于理解，下面将先结合附图对本专利技术所涉及的技术原理和技术思路进行 详细阐述。
[0028]参见图2，所示为地质材料单点的特征曲线，其中，图2(a)所示为地质材 料单点所受剪力T和法向力F
n
的关系；图2(b)为地质材料单点的剪力
‑
剪位移 曲线，S表示单点的剪位移，T表示单点的剪力；图2(c)为地质材料单点的时间
ꢀ‑
剪位移曲线，t表示监测时间。在
图2中，S
yield
、S
peak
、S
resid
分别表示切向屈服 位移、切向峰值位移、切向残余位移；T
peak
、T
yield
、T
resid
分别表示切向峰值力、切 向屈服力、切向残余力；t0、t
yield
、t
peak
、t
resid
分别表示初始时间、切向屈服到达时 间、切向峰值到达时间、切向残余到达时间。
[0029]参见图3，所示为地质材料力学行为与滑坡变形特征的对应示意图。其中，图 3(a)为剪力
‑
剪位移曲线的划分示意图，根据曲线特征可划分为Ⅰ型曲线和Ⅲ型曲 线。当曲线表现出Ⅰ型特征且地质材料所承受的剪力不大于T
yield
内，则呈现稳定
Ⅰꢀ
型特征；如果地质材料所承受的剪力大于T
yield
或处于T
peak
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于地质材料变形破坏机理的滑坡局部和整体破坏预测方法，其特征是，包括：一、分析滑坡局部和整体破坏特征，确定评价滑坡现状的多参量时空稳定性评价指标，至少包括滑坡点破坏描述特征参量、滑面破坏描述特征量和滑坡整体破坏描述特征量；二、根据目标滑坡监测的时间
‑
剪位移曲线，以及目标滑坡地质材料的组成特征及力学行为特征，获得滑坡后期局部和整体破坏趋势，并预测多参量时空稳定性评价指标的后期发展趋势；三、根据目标滑坡现场监测的时间
‑
剪位移曲线确定目标滑坡的发展趋势，并确定破坏区和阻滑区，在破坏区尽量少布设监测设备，在阻滑区尽量多布设监测设备，将各监测点的时间
‑
剪位移曲线作为滑坡局部破坏判定依据；四、对主推力法曲线作左右两特征曲线切线AB、CD，切线AB、CD相交于E点，作角AEC的角平分线并与主推力法曲线相交于F点，F点对应滑面的G点，在G点布设监测设备，将G点的时间
‑
剪位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：官善友，庞设典，卢应发，高睿，吴超，江丹，李翔，吴品磊，熊峰，谢羿，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：