【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质灾害风险评价研究，特别是一种变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法及系统。
技术介绍
1、崩塌是指在较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚或沟谷的地质现象。崩塌因具有隐蔽性和突发性的特点，属于严重威胁电网设施的一种地质灾害。崩塌风险性既能体现崩塌损害能力的空间分布特征，也可表示崩塌所导致承灾体的受损情况。崩塌风险评价被认为是减少崩塌危害的有效途径，主要应用于崩塌灾害的预测预报及防灾减灾工作。
2、崩塌风险评价主要包括三个方面：崩塌危险性评价，承灾体易损性评价，综合风险性评价。崩塌危险性评价中，通常以危岩体失稳概率和落石到达概率来表示崩塌发生的可能性和其致灾范围，并形成危险性评价；承灾体易损性评价常采用选取易损性评价指标的方法，构建易损性评价模型，同时结合承灾体的价值完成易损性评价；最终采用“风险性＝危险性×易损性”模型，完成变电站崩塌风险评价。
3、受控于独特的地质条件，贵州省崩塌灾害频发，呈现出点多面广、突发性强、灾害损失大的特点。已有的崩塌风险评价方法中缺乏崩塌落石对变电站电气设施冲击作用这一关键问题的考量，易造成风险性错估、低估的情况，从而误导防灾减灾及应急抢险工作。因此，建立基于变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法是目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的问题在于已有的崩塌风险评价方法中缺乏崩塌落石对变电
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其包括，通过对崩塌危岩体勘察，采用赤平投影图解法评价危岩体稳定性，并用蒙特卡洛法计算失稳概率；
5、利用flac3d和pfc3d耦合模拟崩塌过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合arcgis完成危险性评价；
6、通过总结归类和模拟试算，建立变电站电气设施物理模型和结构损伤模型，
7、分析崩塌落石冲击作用；
8、基于崩塌落石冲击强度与电气设施结构抗力，建立易损性评价模型，完成变电站易损性评估；
9、采用矩阵分析法进行地质灾害风险评价，估算直接经济损失，并对间接损失进行分级。
10、作为本专利技术所述变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法的一种优选方案，其中：所述通过对崩塌危岩体勘察包括崩塌危岩体及附近区域进行详细勘察，查明崩塌区工程地质条件和危岩体变形特征，并结合监测数据分析危岩体的失稳破坏模式，可采用如下步骤：
11、统计危岩体的结构面数量及特征，采用赤平投影图解分析法对危岩体的稳定性进行定性评价；
12、确定危岩体的结构面参数，基于失稳破坏模型，采用蒙特卡洛法计算危岩体的失稳概率。
13、作为本专利技术所述变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法的一种优选方案，其中：所述对崩塌危岩体及附近区域进行详细勘察，可采用如下子步骤：
14、对崩塌危岩体区域进行详细勘察，明确自然地理条件和地质环境背景；
15、查明危岩体的形态特征、结构特征、变形特征，总结其孕灾条件；
16、参考规范标准资料，将危岩体归纳分类为：倾倒式、鼓胀式、滑移式、错断式、拉裂式；
17、结合变形监测数据，分析危岩体的失稳破坏模式，建立其演化模型；
18、其中，所述统计危岩体的结构面数量及特征，采用赤平投影图解分析法对危岩体的稳定性进行定性评价，其包括如下步骤：
19、基于现场调查，对收集到的结构面信息进行统计和整理，代入作图软件生成赤平投影图；
20、根据赤平投影图，分析节理与层面以及节理之间的组合交棱线与边坡投影弧的关系，定性评价危岩体的稳定性和潜在的变形破坏特征；
21、其中，所述确定危岩体的结构面参数，基于失稳破坏模型，采用蒙特卡洛法计算危岩体的失稳概率，其包括如下步骤：
22、选取崩塌危岩体的简化计算模型，建立稳定性系数公式，具体采用如下表达式：
23、
24、其中，k为稳定性系数；u为水的浮托力；q为静水压力；c为结构面粘聚力；为结构面内摩擦角；w为危岩体数量；
25、基于对危岩体稳定性的影响程度，考虑将重度γ处理为常量，将c、选取为随机变量；基于乘法线性同余法，使用matlab随机生成10000组c、值，并进行标准正态处理，具体采用如下表达式：
26、
27、x＝μ+σx′
28、其中，μ为随机变量的均值；为随机变量的标准差；
29、将处理后的c、值代入稳定性计算公式，得到独立的10000组稳定性系数，定义ks≤1时表示崩塌危岩体发生失稳破坏，得到危岩体的失稳破坏概率，具体采用如下表达式：
30、其中，p为失稳破坏概率，m为失稳破坏出现次数。
31、作为本专利技术所述变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法的一种优选方案，其中：所述利用flac3d和pfc3d耦合模拟崩塌过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合arcgis完成危险性评价包括基于野外调查结果，通过现场及室内试验获取岩土体物理力学参数；利用flac3d和pfc3d耦合模拟崩塌危岩体失稳破坏的动力学过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合arcgis完成崩塌危险性评价，其中还包括如下步骤：
32、基于野外调查结果，开展现场及室内试验，获取不同降雨工况下崩塌数值模拟所需的物理力学参数；
33、建立崩塌区三维地质模型和数值模型，利用flac3d和pfc3d耦合模拟危岩体失稳破坏的动力学过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征；
34、统计分析危岩体的失稳概率和崩塌落石的到达概率，结合arcgis完成崩塌危险性评价；
35、其中，所述基于野外调查结果，开展现场及室内试验，获取不同降雨工况下崩塌数值模拟所需的物理力学参数，其包括如下步骤：
36、通过现场调查确定危岩体的主要物质组成和结构特征，制定具体试验方案，通过单轴抗压试验基本物理力学试验，得到岩土体的密度、泊松比、单轴抗压强度、杨氏模量宏观参数；
37、基于pfc3d单轴压缩试验开展参数标定，将宏观参数转化为数值模拟所需的有效模量、颗粒刚度比、颗粒摩擦系数、平行粘结模量、平行粘结刚度比、法向粘结强度、切向粘结强度、颗粒内摩擦角微观参数；
38、其中，所述建立崩塌区三维地质模型和数值模型，利用flac3d和pfc3d耦合模拟危岩体失稳破坏的动力学过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，其包括如下步骤：
39、利用无人机三维倾斜摄影技术得到现场的影像数据，通过pix4dmappe本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述通过对崩塌危岩体勘察包括崩塌危岩体及附近区域进行详细勘察，查明崩塌区工程地质条件和危岩体变形特征，并结合监测数据分析危岩体的失稳破坏模式，可采用如下步骤：
3.如权利要求2所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述对崩塌危岩体及附近区域进行详细勘察，可采用如下子步骤：
4.如权利要求3所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述利用FLAC3D和PFC3D耦合模拟崩塌过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合ArcGIS完成危险性评价包括基于野外调查结果，通过现场及室内试验获取岩土体物理力学参数；利用FLAC3D和PFC3D耦合模拟崩塌危岩体失稳破坏的动力学过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合ArcGIS完成崩塌危险性评价，其中还包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征
6.如权利要求5所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述基于崩塌落石冲击强度与电气设施结构抗力，建立易损性评价模型；对比数值模拟结果和电气设施损伤模型分级，完成崩塌冲击作用下的变电站易损性评价，其采用如下步骤；
7.如权利要求6所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述采用矩阵分析法进行地质灾害风险评价，估算直接经济损失，并对间接损失进行分级，包括基于危险性评价和易损性评价结果，采用矩阵分析法进行变电站崩塌地质灾害风险评价；依据评价结果，进行直接经济损失估算，并对间接经济损失进行分级，其中包括如下步骤：
8.一种变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价系统，基于权利要求1～7任一所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：还包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述通过对崩塌危岩体勘察包括崩塌危岩体及附近区域进行详细勘察，查明崩塌区工程地质条件和危岩体变形特征，并结合监测数据分析危岩体的失稳破坏模式，可采用如下步骤：
3.如权利要求2所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述对崩塌危岩体及附近区域进行详细勘察，可采用如下子步骤：
4.如权利要求3所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述利用flac3d和pfc3d耦合模拟崩塌过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合arcgis完成危险性评价包括基于野外调查结果，通过现场及室内试验获取岩土体物理力学参数；利用flac3d和pfc3d耦合模拟崩塌危岩体失稳破坏的动力学过程，得出崩塌落石的运动参数和分布特征，结合arcgis完成崩塌危险性评价，其中还包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的变电站结构损伤模型的崩塌地质灾害风险评价方法，其特征在于：所述通过总结归类和模拟试算，建立包含结构形式和材料赋值的变电站电气设施物理模型，基于数值模拟分析结果，建立在崩塌落石冲击作用下的变电站电气设施结构损伤模型，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘卓娅，文屹，范强，张迅，邓松，欧阳广泽，吕黔苏，杨涛，余昌皓，焦伟之，黎朋，谢骏锦，刘福星，王冕，张洋，吴建蓉，黄军凯，肖书舟，曹雷，罗鑫，颜康，张啟黎，丁江桥，赵超，代吉玉蕾，陈佳胜，曾蓉，陈晨，赵圆圆，袁娴枚，叶华洋，吕乾勇，毛先胤，曾晶，曾癸森，郑友卓，刘忻，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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