滑坡灾害短期临滑预报监测新途径研究

由于滑坡灾害的复杂性,迄今为止,尚未形成经得起大量实践验证的预报理论与方法,这仍然是地质灾害学中正在探索研究而未完全解决的难题。通过对滑坡灾害研究历史、预测预报、监测技术的分析,认为在滑坡进入加速变形至剧变形破坏阶段,地表及深部监测网点及其设施遭受破坏,无法继续采集监测数据的情况下,地面三维激光扫描仪可不受干扰独立进行滑坡的“面“式测量,为预测预报滑坡的发生时间提供第一手连续可靠的数据资料,可进一步提高滑坡灾害预测预报的精度。     

滑坡预报模型和预报判据

滑坡时间预报的核心是预报模型和预报判据的建立。本文通过查阅大量资料，总结了滑坡预报中的多种预报模型和预报判据，重点对其适用性进行了分析研究。为了提高滑坡的预报水平，本文认为滑坡预报必须建立在深入研究滑坡类型、滑坡特征、变形特点和形成机制的基础上，以监测资料为依据，将滑坡预报理论模型、预报判据以及根据斜坡的宏观变形破坏迹象和前兆信息等几者有机地结合起来，建立滑坡预报的综合信息预报方法。     

甘肃省永靖县黄茨滑坡的滑动机理与临滑预报

1995年1月30日甘肃省永靖县盐锅峡镇黄茨村后的黄土塬边发生一个体积约600万m~3的大滑坡，由于事前的严密监测和准确临滑预报，滑坡滑下时未造成一人伤亡，财产损失也减小到最低限度。同时创造了我国多手段、多信息综合跟踪预报滑坡的成功先例。本文主要介绍该滑坡的地质基础、滑动机理和临滑预报的方法和依据。     

失稳路堑边坡监测系统设计及其应用

通过对边坡的监测,不仅可以掌握滑坡体的变形特征和滑移规律,同时在滑坡治理期间还可以实现信息反馈,这对滑坡治理优化设计、信息化施工和保证工程质量具有重要的意义。结合向家坡路堑边坡的具体地形地貌以及滑坡等情况,进行了综合研究,设计出了以地表监测为主、辅以深部位移监测及地下水监测的多层次综合监测系统,使监测结果能为滑坡预报预警和防灾决策提供依据;经现场1年多的测试,效果很好。     

滑坡灰色系统预测模型及其应用

本文在分析目前国内外滑坡灰色预测预报模型基础上，提出了一种新的滑坡灰色系统预测预报模型。该模型相对於过去常用的灰色模型考虑了更多的影响因素，有更高的可信度。它不仅可用作滑波的临滑预报，还可用于般监测信息的预测。     

贵州省沿德高速公路龙家岩滑坡治理工程实例研究

以贵州省沿德高速公路龙家岩滑坡治理工程为研究对象,对其滑坡体特征、滑坡影响因素、滑动变形破坏机制进行分析,结合滑坡深层位移监测及施工开挖揭露地质信息对滑坡治理的动态设计全过程进行了研究。研究结果表明:滑坡是边坡坡体受多因素综合影响的渐进、动态破坏的过程;开挖切脚是滑坡形成的关键性因素,结合牵引式滑坡特点对滑坡前缘进行强支挡措施,确保了滑坡的稳定;采用动态设计法对滑坡治理全过程进行控制并对设计进行纠偏改进,实现了滑坡最优化的治理效果。     

基于MAPGIS的滑坡时间预测预报系统框架设计

根据滑坡研究特点和GIS软件的特点,探讨了基于GIS的滑坡时间预测预报系统的设计。通过提出GIS支持下的滑坡时间预测的总体思路,对系统进行了总体结构设计和各功能模块设计。该预报系统以GIS软件MAPGIS为平台,由高级编程语言所开发的多个不同功能的模块所组成;该系统既可为区域滑坡灾害防治提供依据,也可为单体滑坡防治提供必要资料。     

基于最优权重联合模型的滑坡位移预测研究

在对联合预测模型的权重研究基础上,依托沪瑞高速公路贵州段晴隆滑坡的监测资料,首先建立了该滑坡位移预测的3个非线性预测模型:支持向量机模型、指数平滑模型、GM(1,1)模型;根据各模型训练结果,然后引入准确性矩阵,得到各单模型的权重,建立多模型联合预测模型,解决多模型预测结果取舍和可靠性评判问题。将联合模型与各单一模型的预测结果对比分析得出:联合模型的预测精度高于任何单一模型的预测精度。因此,运用最优权重联合模型能有效地提高滑坡预测预报精度。     

浙江省永嘉县滑坡灾害风险预警研究

永嘉县地处浙江省东南沿海,是该省突发性地质灾害预警预报系统研究及应用示范项目的四个示范县之一.首先对影响永嘉县滑坡灾害发育的主要因素进行了评价分析,提出了基于降雨的时空耦合滑坡灾害风险性预警预报研究的基本思路.基于MAPGIS二次开发系统,选取5个因素14种状态作为预测变量,运用信息-物元模型进行了滑坡灾害易发性空间预测.基于有效降雨量模型建立了区域滑坡灾害的宏观危险性预警预报模型.根据浙江省气象台提供的降雨实时信息,进行了基于降雨的台风期滑坡灾害危险性预警.同时基于人口密度和房屋建筑易损性指数对人口易损性和房屋建筑易损性以乡镇为单元进行了评价,与滑坡灾害危险性预警相结合进行了云娜台风期间永嘉县滑坡灾害风险预警预报,并以8个灾害点的实际分布情况验证了预警结果的准确性.将传统的滑坡灾害危险性预警延伸到滑坡灾害风险预警预报,为政府部门防灾减灾提供了重要依据,使防灾减灾工作的针对性大大增强.     

秦巴山区浅表层滑坡灾害监测预警平台设计与实现

针对秦巴山区滑坡灾害监测预警难以满足动态性与实时性等难题,该文基于大数据与云计算等相关技术,采用GIS软件二次开发技术,构建了适用于秦巴山区的滑坡灾害监测预警平台。平台融合TypeScript、Java、Python等编程语言,集成ArcGIS API for JavaScript、ArcPy等组件,在Spring Cloud技术框架下采用基于微服务的B/S架构模式搭建而成,实现了对滑坡监测数据的统一管理,并基于预警模型对区域-流域-灾害点等不同尺度的滑坡进行快速预警预报。最后以秦巴山区某日降雨条件下滑坡发生概率验证平台的可行性。结果表明：秦巴山区滑坡灾害监测预警平台技术路线合理,实现了滑坡灾害风险的快速预警预报,且准确率较高。该平台将有助于提高秦巴山区滑坡监测预警信息化水平,为防灾减灾工作提供技术支撑。     

降雨作用下浅层碎石土滑坡解体破坏机理研究

为了揭示浅层碎石土滑坡的变形解体破坏机理,通过资料搜集整理与分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用数理统计分析方法、不平衡推力法和不分离接触弹塑性有限元强度折减法,获得了滑坡的整体稳定性系数;运用碎石土边坡地下水管网状排泄系统的理论,分析了该类型滑坡的变形解体破坏过程,揭示了强降雨作用下浅层碎石土滑坡变形解体破坏的主要机理和一般的力学机理。结果表明,浅层碎石土滑坡的解体破坏过程中,滑体位移、滑体沿滑面滑动状态和塑性应变的发展以及滑面上摩擦应力的发挥程度是不一致的;强降雨是浅层碎石土滑坡体发生失稳的主要触发因素;采用弹塑性接触有限元算法可以更好地反映该类型滑坡在降雨作用下所处的实际状态及滑坡的滑动过程,为该类型滑坡稳定性的准确评价和预测预报提供可资借鉴的方法。     

基于无人机遥感的区域黄土滑坡识别及发育特征分析

基于无人机遥感的黄土滑坡识别及机理研究正处于快速发展的时期,当前主要集中在单体或小范围的黄土滑坡识别。超前性的在土地利用规划阶段进行区域滑坡研究,是减轻滑坡灾害行之有效的方法。该文以宁夏彭阳县红河镇为研究区,构建了无人机航摄系统并制作了精度为0.13 m、面积为164 km²的正射影像;进而确定了形态、色调、水文、纹理及微地貌5个识别标志,并结合现场验证确定了180个滑坡;分析了研究区滑坡空间分布、孕灾地貌、平面形态、相对高度、滑动方向,滑坡后缘、滑坡壁及滑坡前缘、滑坡滑动面(带)和滑坡体微地貌特征。研究区黄土滑坡在空间分布上以红河为界呈现南多北少的特点,具有群发性;红河河谷两侧的黄土丘陵提供了滑坡孕灾地貌;平面形态上以半圆形和不规则形的滑坡为主;长度在30～300 m上、长宽比在0～1之间的滑坡数量相对较多;滑坡相对高度主要集中在0～90 m的区间内;滑坡滑动方向以北和西北居多;滑坡后缘多为圈椅状、滑坡壁总体上较为平直、研究区大部分老滑坡的前缘基本没有保存;滑坡滑动面(带)的含水率往往较高;滑坡体的微地貌形态常见的有滑坡洼地、滑坡鼓丘、滑坡台阶和滑坡平台等。     

基于混合高斯隐马尔科夫模型的滑坡发生时间预报∗

滑坡发生时间预报在防灾减灾工作中非常重要,准确的预报能够有效预防灾害发生可能造成的灾难性结果。为解决当前滑坡预报中仅仅实现对滑坡位移等相关参数的预测和估计,而未最终计算出滑坡发生时间的问题,提出采用混合高斯隐马尔科夫模型(MOG‐HMM)建立滑坡发生时间预报模型,即对滑坡灾害演化过程全周期数据利用混合高斯算法计算出宏观信息预报判据,与隐马尔科夫模型中的状态相匹配,建立滑坡演化状态模型,该模型能够反映全周期数据的多个状态,当需要对实时采集的位移数据进行时间预报时,首先利用解码算法对当前数据解码,即计算出其属于滑坡的哪个状态,然后利用Dijkstra最优路径规划算法,计算出从当前状态到达滑坡发生状态的时间,实现滑坡发生时间预报。通过对新滩滑坡和卧龙寺滑坡灾害全周期数据进行仿真验证,结果表明,本文方法能够比较准确地计算出滑坡发生的时间,同时利用评价指标对预报的结果进行测试,符合预报指标精度要求。     

基于受力状态的雾江滑坡体类型判定

从受力状态判定滑坡体的类型是滑坡体合理治理的前提。针对涔天河扩建工程雾江滑坡体的滑坡类型问题,首先对滑坡体地质特征和边坡原型变形监测进行了分析;然后以力学参数地质建议值及室内试验参数为基础,对4个典型剖面分别进行岩土参数的综合反演,再用摩根斯坦-普赖斯法建立计算模型进行稳定性分析。分析表明:雾江滑坡体以缓慢蠕滑变形为主,滑坡前缘浅层拉裂坍滑可能性较大,而滑坡整体快速滑动的可能性较小;水库蓄水前和蓄水后,坡脚处于薄弱区,最易率先发生滑动并牵引其他滑体相继发生滑动,从而判定雾江滑坡体属于牵引式滑坡。     

基于Geodatabase的滑坡灾害空间数据库设计

整个设计旨在建立滑坡灾害空间数据库,有效管理滑坡灾害数据,为滑坡灾害预测预报服务。基于Geodatabse数据模型,使用CASE工具,在分析滑坡灾害风险评价的数据需求和数据特点的基础上,得出了滑坡灾害空间数据概念模型图,建立了滑坡灾害空间数据库。在设计过程中,提出了空间数据和非空间数据的整合方式,以及滑坡监测时间序列数据格式化的示例。     

国内外地震滑坡灾害研究综述

对地震灾害较严重的美国、意大利、希腊等国家在地震滑坡灾害方面所做的研究工作进行了总结,并与我国的研究成果进行了对比。给出了国内外对地震滑坡的分类，论述了地震滑坡在面积范围、密度及滑坡体积等方面与地震震级、地震烈度、震中距等参数之间的关系；对地震时易于触发滑坡的地貌坡度及地质构造等因素进行了分析。最后对国外地震滑坡灾害预测研究进行了概述。     

基于XGBoost模型的降雨诱发阶跃型滑坡位移预测

滑坡位移预测一直是滑坡研究的热点之一。近年来,随着计算机科学的发展,越来越多的人工智能技术模型被用于滑坡位移的预测。相较于常用的如LSTM神经网络等机器学习模型,集成算法中的XGBoost模型在滑坡位移预测领域尚不多见。由于其在滑坡位移预测中具有预测精度更高、运行速度更快等优点,目前在学术界已成为研究的热点领域。文中以泉州市安溪县尧山村滑坡地灾点监测数据为例,运用Python搭建XGBoost模型,并通过最大信息系数的比较来选定与位移高度相关的特征,输入至模型中对滑坡位移进行预测。结果表明,XGBoost模型因其在目标函数中引入正则项来控制模型过拟合、模型数据集划分采用前向验证方式等优点,相较于大多数机器学习模型,能更加准确地预测降雨诱发阶跃型滑坡位移。该模型对此类滑坡的位移预测及早期监测预警具有重要参考意义。     

利用宽频带速度记录的时域特征研究台风

利用福建省地震监测台网资料中有关台风前、台风期间及台风消亡的宽频带速度记录进行了分析研究,提出了用滑动时间窗内的均方根速度作为一种特征能量尺度,研究了台风形成、发展过程中振动能量的变化,统计了均方根速度与台风参数的对应关系.结果初步表明,地震监测资料可以应用于台风的监测与预报.     

某公路构造碎裂岩质滑坡特征及成因分析

以巧家县白鹤滩镇白泥沟滑坡为研究对象,通过工程地质调绘、工程勘探及滑坡变形监测等勘测手段,确定滑坡体形态和性质,确定滑带土岩体力学特征,分析碎裂岩滑坡的形成机制,并对滑坡在天然状态、暴雨及地震工况下滑坡稳定性分析,结果表明:该构造碎裂岩质滑坡具有利滑动的地层及岩体结构及复杂的构造环境,在采石场边坡开挖、暴雨及地震等诱因作用下,滑坡处于欠稳定-不稳定状态。     

陕西彬县百子沟滑坡预报的尝试

通过野外调查、形变监测,宏观前兆分析,对百子沟矿区滑坡蠕变规律和运动过程作了较全面的论述。为黄土高源滑坡、矿区滑坡临滑预报做出了范例。