探析滑坡预测预报研究发展

减小字体 增大字体 作者:刘翠  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-08-04 13:13:49

  1.滑坡空间预测预报
  空间预测是时间预测预报的先决条件,主要是通过滑坡条件分析,确定出对滑坡作用有利的因素组合,根据这些有利因素组合来预测区域上某斜坡段将来产生滑坡的可能性,圈定出可能产生滑坡变形的范围。只有在明确了预测的对象之后,才可有目的地开展滑坡灾害的时间预测预报。
  1.1稳定系数预测法
  该方法是最早的滑坡空间预测方法。该方法通过计算滑坡体的安全系数Fs来预测某一边坡的稳定性。
  当Fs<1.0时,边坡处于不稳定状态;
  当Fs=1.0时,边坡处于临界状态;
  当Fs>1.0时,边坡处于稳定状态。
  计算稳定系数的方法有多种,如基于极限平衡理论的条分法、瑞典圆弧法、数值分析方法等。在计算中,参数选取对结果的正确性有直接影响。这种方法在工程中应用非常广泛,且为设计人员所熟悉。
  1.2神经网络
  该方法能通过对已知样本的学习,掌握输入与输出间复杂的非线性映射关系,并对这种关系进行存储记忆,直接为预测提供知识库,同时,还具有高速的并行处理能力、自组织学习能力、高速的容错性、灵活性和适应性等特点。
  神经网络法对斜坡稳定性空间预测,主要是用研究程度较高的斜坡地段作为已知样本对网络进行训练,直到网络掌握数据间的非线性映射关系为止,然后用该地区其他稳定性未知的地段作为预测样本,输入已经学习好的网络,通过网络的联想记忆功能直接预测稳定性。
  在用神经网络进行预测预报中,可以把各种可能对边坡稳定性有影响的因素作为网络的输入,而提高预测精度。张清(1992)、冯夏庭(1995),黄润秋和许强(1998)稳定性分析和变形的预测预报,效果较好。
  1.3信息模型法
  该方法是把各种滑坡因素在滑坡作用过程中所起作用的大小程度用信息量表达。殷坤龙认为滑坡受多种因素的影响,且各种因素作用性质不相同,对某一具体滑坡而言,总会存在“最佳因素组合”,基于此理论,信息模型主要研究“滑坡因素组合”,而不是停留在单个因素上,其预测精度较高。
  1.4灾变模型预测法
  计算边坡的稳定系数需要确定岩土体的计算参数,由于岩土性质的不确定性和离散性,使得同一边坡采用不同的计算参数得出的结果差别较大,甚至得出相反的结论。采用灾变理论避开了这些不确定的参数的影响,它假定系统在任何时刻的状态都可完全由给定的几个状态内部量的值来确定,同时系统还受到若干个独立的控制量的控制,通过数学方法,研究系统状态的稳定与否与各量值的关系。该方法综合考虑了各种边坡要素对边坡稳定性的不同程度的影响,能真实的描绘边坡系统的状态。
  1.5模糊综合评判法
  边坡的稳定性受诸多因素的影响,很难用一个确定的结论来表述其稳定还是不稳定,往往用模糊概念来表述,如把边坡的稳定等级分为“危险区”、“不稳定区”、“较不稳定区”、“稳定区”等。模糊综合评判方法就是对边坡稳定性等级进行分类,并通过专家评分或构造隶属函数来确定对同一等级各因素以及某一因素在不同等级中对边坡稳定性的影响程度,建立模糊评判矩阵,确定边坡的稳定性对各等级的隶属程度,最后按择优原则预测边坡的稳定性。该方法的最终结果是否可靠,受单因素的选择和隶属度的确定影响较大。
  2.滑坡时间预测预报
  滑坡时间预测预报是指对滑坡发生的具体时间的预报,即对已获取的监测数据,通过数学模型来预测未来某一时刻坡体的状态。通常分为长期预报、短期预报和临滑预报。长期预报是对滑坡未来的稳定性演化趋势做出的预测;短期预报主要是分析滑坡灾害的近期演化趋势;临滑预报是当滑坡位移已明显进入加速段时,对剧滑时间做出的准确预报。目前关于滑坡时间预测预报的主要方法有以下几种。
  2.1宏观前兆判别预报
  宏观前兆判别预报主要是利用滑坡发生前兆现象进行预报。主要前兆有:滑坡前缘出现放射状裂缝、土体隆起现象;滑坡后缘裂缝急剧扩大,并不断出现新裂缝,后部快速下座,四周岩土体松弛;滑动带岩土体因摩擦错动发出声响,裂缝中冒出热气或冷气;泉水、民井出现异常现象;动植物出现惊恐异常现象;树林出现歪斜现象等。很明显这些宏观迹象是滑坡临滑预测预报的可靠参数,如宝成线须家河滑坡(1963年9月3日)是依据滑坡宏观变形前兆作出比较准确的滑坡预测预报。 2.2斋藤模型
  该方法由日本学者斋藤迪孝提出,以土体的蠕变理论为基础。土体的蠕变分为三个阶段(图1),第Ⅰ阶段是减速蠕变阶段(AB段),第Ⅱ阶段是稳定蠕变阶段(BC段),第Ⅲ阶段是加速蠕变阶段(CE)。

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