一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法，包括以下步驟：選定潛在破壞的邊坡，獲得該邊坡潛在的主滑線或主滑面位置；在所述主滑線或主滑面位置布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并埋設(shè)傳感器；傳感器實(shí)時(shí)采集的坡體變形和位移數(shù)據(jù)通過光纖電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集站，數(shù)據(jù)采集站將接收的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端；遠(yuǎn)程客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化處理；采用擬合曲線斜率預(yù)報(bào)法和突變理論預(yù)報(bào)法對(duì)處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲取潛在破壞的邊坡的臨界破壞時(shí)間和失穩(wěn)時(shí)間；根據(jù)所述臨界破壞時(shí)間和失穩(wěn)時(shí)間獲得不同狀態(tài)下滑坡時(shí)間的變化趨勢(shì)，對(duì)邊坡的險(xiǎn)情進(jìn)行早期預(yù)警預(yù)報(bào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有預(yù)警預(yù)報(bào)精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種山嶺滑坡實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)方法，尤其是涉及一種山嶺高速公路花崗 巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來國(guó)內(nèi)外地震、山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤其是在我國(guó)，由于對(duì)資 源的過度開發(fā)，自然環(huán)境嚴(yán)重惡化，各種地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成了極大威 害。另外，隨著大型水電站、水庫(kù)、公路、鐵路工程等基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)，滑坡、決堤、塌陷 等破破壞性災(zāi)害，也嚴(yán)重影響著這些基礎(chǔ)設(shè)施的使用安全和壽命。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年 發(fā)生滑坡、泥石流、塌陷等各種地質(zhì)災(zāi)害數(shù)萬起，能夠在災(zāi)害發(fā)生前做出預(yù)警的還不到十分 之一，如何對(duì)這些地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，切實(shí)保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，是我國(guó)當(dāng)前 面臨的一個(gè)重要課題。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外在對(duì)于山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)進(jìn)行了 一些相關(guān)研究，也取得一些成果：已建立了公路邊坡變形的GPS-機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 了公路邊坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)的高精度、自動(dòng)化和全天候等目標(biāo)；基于"3S"的大冶鐵礦高陡邊坡災(zāi) 害信息處理系統(tǒng)實(shí)行全天候自動(dòng)監(jiān)測(cè)；在邊坡災(zāi)害預(yù)警信息生成方面進(jìn)行了研究；依據(jù)邊 坡的特性、使用條件和破壞的經(jīng)濟(jì)影響，基于評(píng)價(jià)邊坡的預(yù)期變形失敗和臨界讀取頻率，構(gòu) 建邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性圖的方法，評(píng)價(jià)監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)警臨界斜坡破壞的有效性和可靠性； 運(yùn)用徑向基函數(shù)的降雨指標(biāo)，建立日本泥石流和邊坡破壞的早期預(yù)警系統(tǒng)；結(jié)合遺傳算法 和最小二乘法，提出預(yù)測(cè)土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的進(jìn)化多項(xiàng)式回歸方法。不過，國(guó)內(nèi)外這些 研究成果還存在精度不高、實(shí)施較煩等不足。所以，研發(fā)一種高精度、高可靠性的山嶺高速 公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)方法顯得尤為緊迫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種預(yù)警預(yù)報(bào)精度 高、可靠性高的山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法，包括以下步驟：
[0007] 1)選定潛在破壞的邊坡，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度折減法的穩(wěn)定性計(jì)算，獲得該邊坡潛在的 主滑線或主滑面位置；
[0008] 2)在所述主滑線或主滑面位置布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并埋設(shè)帶有自動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能的傳感 器；
[0009]3)所述傳感器實(shí)時(shí)采集的坡體變形和位移數(shù)據(jù)通過光纖電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集站， 數(shù)據(jù)采集站以移動(dòng)信號(hào)的方式通過物聯(lián)網(wǎng)的虛擬IP技術(shù)將接收的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸 到遠(yuǎn)程客戶端；
[0010] 4)遠(yuǎn)程客戶端接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化處理；
[0011] 5)采用擬合曲線斜率預(yù)報(bào)法和突變理論預(yù)報(bào)法對(duì)步驟4)處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì) 算，獲取潛在破壞的邊坡的臨界破壞時(shí)間和失穩(wěn)時(shí)間；
[0012] 6)根據(jù)所述臨界破壞時(shí)間和失穩(wěn)時(shí)間獲得不同狀態(tài)下滑坡時(shí)間的變化趨勢(shì)，對(duì)邊 坡的險(xiǎn)情進(jìn)行早期預(yù)警預(yù)報(bào)。
[0013] 所述步驟1)中，強(qiáng)度折減法的穩(wěn)定性計(jì)算具體為：
[0014] 101)采用折減系數(shù)Fs對(duì)邊坡的巖土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C和免進(jìn)行折減：
[0015] CF = C/Fs
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 選定潛在破壞的邊坡，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度折減法的穩(wěn)定性計(jì)算，獲得該邊坡潛在的主滑 線或主滑面位置； 2) 在所述主滑線或主滑面位置布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并埋設(shè)帶有自動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能的傳感器； 3) 所述傳感器實(shí)時(shí)采集的坡體變形和位移數(shù)據(jù)通過光纖電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集站，數(shù)據(jù) 采集站以移動(dòng)信號(hào)的方式通過物聯(lián)網(wǎng)的虛擬IP技術(shù)將接收的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸?shù)竭h(yuǎn) 程客戶端； 4) 遠(yuǎn)程客戶端接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化處理； 5) 采用擬合曲線斜率預(yù)報(bào)法和突變理論預(yù)報(bào)法對(duì)步驟4)處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲 取潛在破壞的邊坡的臨界破壞時(shí)間和失穩(wěn)時(shí)間； 6) 根據(jù)所述臨界破壞時(shí)間和失穩(wěn)時(shí)間獲得不同狀態(tài)下滑坡時(shí)間的變化趨勢(shì)，對(duì)邊坡的 險(xiǎn)情進(jìn)行早期預(yù)警預(yù)報(bào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法， 其特征在于，所述步驟1)中，強(qiáng)度折減法的穩(wěn)定性計(jì)算具體為： 101) 采用折減系數(shù)Fs對(duì)邊坡的巖土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C和供進(jìn)行折減： CF =C/Fs
式中，C是巖土體的粘聚力，P是巖土體的內(nèi)摩擦角； 102) 用折減后的虛擬抗剪強(qiáng)度指標(biāo)CF和朽取代原來的巖土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C和爐，進(jìn) 行ABAQUS有限元穩(wěn)定性計(jì)算； 103) 進(jìn)行強(qiáng)度折減計(jì)算后，潛在破壞的邊坡中塑性區(qū)連成面或連成帶狀區(qū)域即是其主 滑面或主滑線位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法， 其特征在于，所述步驟2)中，帶有自動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能的傳感器包括位移計(jì)、應(yīng)變計(jì)或測(cè)斜 儀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法， 其特征在于，所述步驟3)中，數(shù)據(jù)采集站為太陽能供電的數(shù)據(jù)采集站。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法， 其特征在于，所述步驟4)中，數(shù)據(jù)格式化處理包括等間隔化處理、歸一化處理和/或平滑化 處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法， 其特征在于，所述步驟5)中，采用擬合曲線斜率預(yù)報(bào)法獲得潛在破壞的邊坡的失穩(wěn)時(shí)間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山嶺高速公路花崗巖殘坡積土滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)預(yù)警方法， 其特征在于，所述步驟5)中，采用突變理論預(yù)報(bào)法潛在破壞的邊坡的臨界破壞時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G08B31/00GK104408899SQ201410620032
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】許建聰, 李順 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)