滑坡灾变预测与安全保障新技术
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2008重庆市工程勘察与地质灾害防治技术 研讨会学术报告
滑坡灾变预测与安全保障新技术
报告人 张 永 兴
2009、1、12 重庆
提纲
1、概 论 2、滑坡灾变智能预测 3、支护结构的健康诊断 4、锚固失效对边坡稳定性的影响 5、边坡岩土锚固安全性评价指南
滑坡灾变预测与安全保障新技术
1、概 论
滑坡灾变预测与安全保障新技术
程
所测五根锚杆得锚固度在78.5%～88.4%
应 用
之间，说明锚杆的锚固程度是相应完整锚杆 锚固质量的2/3以上锚。杆 2
滑坡灾变预测与安全保障新技术
4、锚固失效对边坡稳定性 的影响
滑坡灾变预测与安全保障新技术
主要研究内容
室内相似模型试验 • 单锚失效位置变化、锚力变化对群锚的影响 • 不同位置单锚、群锚失效对边坡稳定性的影响 • 坡面设置格子梁对锚索张力及边坡稳定性的影响 • 不同锚固方式及无锚试件的比较
QMs Mw liki LjKj
i1
j1
完全锚固 Q=1
Q滑坡L灾5变ki预测5与m安L全jK保j障新技术
有缺陷 Q<1 完全失效 Q=0
i1
j1
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
完不整同锚围杆岩结条构件系下统杆杆侧侧刚刚度度系系数数的的拟确合定曲线
锚 要确定锚杆的锚固度，需要知道完整锚固状态下杆侧的刚度系数。 固 锚杆锚固结构系统杆侧动刚度系数主要取决于围岩的变形模量（暂 质 且忽略砂浆的影响）
法
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚 固 质 量 的 定 量 分 析 方 法
锚杆－围岩结构系统锚固质量的定量分析步骤
开始
对测试所得的杆顶动力响应信号进行小 波包分析，得到表征锚杆结构系统的特 征向量。
根据地勘资料获得各类围岩沿锚杆杆侧 的分布情况及各类围岩的力学特性。
滑坡预报的计算智能方法
& ANN法：滑坡灾变预测的神经网络方法 & FIS法：滑坡灾变预测的模糊逻辑方法 & AN－FIS法：自适应神经－模糊推理系统 & GA－ANN法：元胞神经网络方法
滑坡灾变预测与安全保障新技术
预报对象
预报模型
预报方法
已 有 空间预报 滑
线性回归模型 聚类分析模型 人工神经网络模型 GIS多因子定量分析模型
缺陷锚杆：锚杆系统有缺陷的情况，即沿杆长
的弹性系数和阻尼系数沿杆长是变
化的。 滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
结
振动诊断的三种方法
构
系 统
直接分析法
从具有故障结构的数学模型出发，研究故障引 起的响应变化规律。但这种数学模型的建立较 为困难的。
无
损 探
时序分析法
信号的变化与凝聚，对判别是否有故障特别 有效。但由于时序模型中的参数没有明确的 物理意义，因此很难判断故障的位置。
固质量进行了测试，此段隧道围岩为粉砂泥质结构的砂质泥岩，厚层状构造，属
III 类围岩。岩块的弹性模量 Es 6.781109 Pa ，锚杆设计参数为直径 22mm 的螺
纹根钢筋据，对长所3m，测采五用根锚固锚剂杆进行反锚射固波， 形进行本章所述 的方法进行结构识别，得到沿杆长的刚度系
工
数，并计算得到相应的锚固度。
量
的
定
完整锚杆结构系统杆侧刚度系数的确定方法
量
分
取不同围岩变形模量及对应的围岩密度，进行三维有限 元模拟，得到不同的动力曲线，然后通过所建立的神经
析
网络系统识别，得到不同围岩条件下的杆侧刚度因子，
方
再根据根据锚杆k 设s 计 参0 .数0 0 反0 9 算7 2 刚E s 2 度 系0 .数3 3 。1 E s 0 .5 8 2
滑坡－支护结构系统损伤诊断理论研究 滑坡－支护结构系统探伤及质量诊断研究
锚固失效对边坡稳定性的影响分析
滑坡灾变示范区灾变预测
边坡综合处治技术及其在工程的应用
总结与推广应用
滑坡灾变预测与安全保障新技术
2、无支护结构的 滑坡预测
滑坡灾变预测与安全保障新技术
选择万州区吴家湾滑坡为示范区
吴家湾滑坡的稳定性也直接滑坡影灾响变预到测三与安级全台保阶障新上技的术 万州火车西站场地
将所获得的特征向量作为网络输入对所 测的锚杆－围岩结构系统进行识别，得 到沿杆长平均 5 段每段的杆侧刚度因子。
根据拟合公式（7.28）计算对应各类围 岩的刚度系数。
根据锚杆几何参数，由各段刚度因子换 算各段刚度系数。计算实际锚杆系统的
5
锚固量 M s L ki / 5 。 i 1
根据杆侧围岩分布情况计算对应完整
滑坡灾变预测与安全保障新技术
极限平衡法
• 计算方案（工况）为： • （I） 自重力＋荷载＋暴雨（现状）； • （II）自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m三峡库水位； • （III）自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m水位陡降至145m； • （IV） 自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m水位+地震 • （V） 自重力＋暴雨＋库水陡降时（按库水0.82m/d，地下水下降0.10m/d计）
锚
杆
所谓锚杆－围岩结构系统识别就是依据已测
结
得的动测信号，提取能表征系统状态的特征
构
向量，再利用系统辨识手段估计系统的物理
系
参数，建立特征向量－物理参数模型，从而
统
达到对系统进行判别、评价的目的。
的
识
别
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚杆－围岩结构系统锚固质量的定量描述
研究意义
造 福
滑坡灾变预测与安全保障新技术
灾 研究意义
支挡结构失稳形成滑坡 对城市及基础设施产生 直接威胁
难
滑坡灾变预测与安全保障新技术
研究意义
滑坡灾变预测与安全保障新技术
技术路线
滑坡灾变预测与安全保障新技术
无支护结构的滑坡预测
支护结构的健康诊断和安全保障技术研究
滑坡灾变预测模型研究 滑坡灾变判据研究
有限元模拟
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡集成智能预报模型框架
地表环境信息 地质环境信息 气象水文信息 力学特征信息 工程活动信息
理 与综 评合 价信 系息 统管
GIS
滑坡成 灾机理
数据信息交换
滑坡智能集成 预报模型
数值模 拟分析
滑坡计算智能 集成预报方法
滑坡模糊综合 信息预 报 判 据
来自百度文库
滑坡灾变预测与安全保障新技术
对锚杆杆顶的低应变动力响应进行了数值模拟。
用小波分析方法对信号进行时谱分析，获得损伤 位置、锚杆长度，并提取表征锚杆结构系统的特 征向量；
通过建立的人工神经网络对锚杆－围岩结构系 统进行识别，获得杆侧刚度系数的分布情况， 并计算锚固度，对锚杆锚固质量进行定量评价。
锚杆系统无损 探伤智能诊断
应力波传感器
综合信息模糊判据 各灾变因素的权重由系统通 过学习或模糊推理自行确定
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变示范区及其灾变预测
吴家湾滑坡灾变的神经网络预测
万州城区具有相似形成条件的22个滑坡作为样本， 11个输入变量 中，定量指标需要进行归一化，定性指标进行标准化处理，作为输入 样本。根据22个滑坡样本的稳定状况，对照滑坡灾变判据，得到相 应的22个样本的期望输出评价矩阵，进行网络训练。
5
锚杆系统的锚固量 M w LI Ki 。 i 1
计算实际锚杆结构系统的锚固度
5
Q L ki
m
5
LjK j
。
i 1
j 1
滑坡灾变预测与安全保障新技术
结束
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚杆系统无损探伤智能诊断系统的建立
数字模拟模块 信号分析模块 人工智能模块
根据锚杆－围岩结构系统杆顶动测问题的数学解，
18-18’
22.19 11.86 32.5 12.22 15
天然
16-16’
22.19 11.86 32.5 12.22 15
13 13.1 10.8 13.42 11.03 13 10.5 8.5 12.41 9.08
18-18’
15.61 12.91
饱和
16-16’
15.61 12.91
14 11 12.6 10.4 12.89 10.59 14 11 10 8.2 10.68 8.72
信
号
智
接
能
收
信
系统的简图
输
号
应力波发生器
入
处
锚
杆
理
滑坡灾变预测与安全保障新技术
设 计
分
参 数
析
输出结果
锚锚
杆杆
缺系
陷统
、
杆 侧
杆刚
底度
位系
置数 判分 别布
锚锚
杆固
长度
度计
确 定
算 、
、锚
缺固
陷质
评量 价评
价
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
作者重庆金渝大道白鹤咀现隧场道右测洞试出波口处形K。13+550～K13+500 段的五根锚杆的锚
三峡水库蓄水后滑坡体将有二分之一被库水淹没。
滑坡灾变预测与安全保障新技术
图1 现场剪切试验
滑坡灾变预测与安全保障新技术
表1 示范区滑坡力学参数研究成果表
室内土工试验 原位大剪试验 经验值
反算值
综合取值
剖面号 状态
c (kPa) φ(°) c (kPa) φ(°) c (kPa) φ(°) c (kPa) φ(°) c(kPa) φ(°)
伤
理
直接从测量的输入输出信号识别模态参数或 物理参数的变化情况，具有很大的方便性。
论 参数识别法 尽管反问题往往不唯一和不确定，但辅以经
概
验判断，求解结果工程上是认可的，并随着 现代智能数学手段的发展和应用，逐渐被人
述
们所接受。
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚
据
Pearl预报模型
一 览
强度预报
运动机理滑速或滑距模型 滑坡敏感度图
地震滑坡危险度图
统计方法 运动机理与运动学结合
制图法
GIS滑坡灾害灾情评估系统
图形信息一体化
预报判据
聚类向量择大 期望输出
最佳预测因子 应变速率 滑坡速度 滑坡速度
位移加速度 位移
位移峰值 位移分维值 动力学判据
位移
危险度分区
计算智能预报模型采用的判据
锚
对于全长锚固的锚杆杆锚固系统而言，其锚固质量主要体现在锚
固
杆杆侧胶结体和围岩共同对锚杆作用的等效特征参数的大小。
质
k1
k2
ki
kn
量
η1
η2
ηi
ηn
kb
实际锚杆各段锚固情况
的
l1 l2
ln
ηb
定
量
K1
K2
Ki
Km
分
η1
η2
ηi
ηn
kb
析
L1 L2
Lm
ηb
对应锚杆各段完整锚固情况
方 法
锚杆锚固度
n
m
有限元数值模拟 • 预应力锚索支护下的坡体应力、应变特征 • 锚索受力特征 • 锚索失效后其它锚的荷载重分布规律
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护系统低应变动力学理论研究
完整与损伤锚杆结构系统低应变动力响应理论
k1
k2
ki
kn
基
Q(t)
本
力
η1
η2
L1 L2 Li
ηi
ηn
kb
ηb
学
0
L
x
模 完图整3锚.2锚杆杆损：杆伤侧理锚胶杆 想结低情体应和况变围动 ，岩力共锚响同杆应 对问 锚锚题 杆固的数较作学用力 好可学，用模围沿型杆岩侧较分 型Fig.3.2 Mathe布m把激a的ti杆励c弹a侧力l簧-mQ分器(e均 阻t为)c沿和hna质尼锚阻段ni杆尼c，，系a纵器l其m可数轴来弹o线等d认性为e方效l系为o不向。n数沿，s和变m且a阻杆l的均l尼s长布t常系ra于i的数n数锚d分弹y。杆别na顶性为m部i系ck。rie,数spi o和nse of de
动水压力（库水位从175m降至145m）＋地震力＋荷载。(基本上不可能出现 的情况)
滑坡灾变预测与安全保障新技术
吴家湾滑坡随条件变化其稳定系数的降低曲线
稳定系数
1.2
1
0.8
0.6 I1
II 2 III 3 IV 4 V 5 VI 6 计算工况
滑坡灾变预测与安全保障新技术
FLAC模拟
滑坡灾变预测与安全保障新技术
杆 利用小波变换检测锚杆损伤位置的原理
系 统 损 锚杆系统的损伤通常会导致系统的观测信号 伤 发生变化，利用小波分解变换检测观测信号 位 的奇异点就可以检测出锚杆损伤位置。 置 的 诊 断
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
基于小波包分析的锚杆-围岩结构系统特征向量的提取
统计预测法 灰色聚类法
ANN法 逐步筛选综合系数法
坡
斋藤模型
预
福囿模型
哈亚稀模型
报
位移加速度回归模型
方 时间预报 匀加速条件时间预报模型
法
灰色Verhulst模型
及
滑体变形功率模型 分形时间预测模型
判
非线性动力学模型
经验公式 实验拟合公式
拟合公式 监测曲线回归方程外推法
统计方法 灰色统计方法
功能原理 分形理论 反演理论
训练好的神经网络模型滑，坡即灾可变预进测行与安吴全家保障湾新滑技坡术 的稳态识别。
滑坡灾变示范区及其灾变预测
吴家湾滑坡灾变的神经网络预测
➢神经网络与极限平衡结果对比分析
吴家湾滑坡灾变的神经网络预测结果可与极限平衡结果是一致的
滑坡灾变预测与安全保障新技术
3、支护结构的健康诊断
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
报告人 张 永 兴
2009、1、12 重庆
提纲
1、概 论 2、滑坡灾变智能预测 3、支护结构的健康诊断 4、锚固失效对边坡稳定性的影响 5、边坡岩土锚固安全性评价指南
滑坡灾变预测与安全保障新技术
1、概 论
滑坡灾变预测与安全保障新技术
程
所测五根锚杆得锚固度在78.5%～88.4%
应 用
之间，说明锚杆的锚固程度是相应完整锚杆 锚固质量的2/3以上锚。杆 2
滑坡灾变预测与安全保障新技术
4、锚固失效对边坡稳定性 的影响
滑坡灾变预测与安全保障新技术
主要研究内容
室内相似模型试验 • 单锚失效位置变化、锚力变化对群锚的影响 • 不同位置单锚、群锚失效对边坡稳定性的影响 • 坡面设置格子梁对锚索张力及边坡稳定性的影响 • 不同锚固方式及无锚试件的比较
QMs Mw liki LjKj
i1
j1
完全锚固 Q=1
Q滑坡L灾5变ki预测5与m安L全jK保j障新技术
有缺陷 Q<1 完全失效 Q=0
i1
j1
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
完不整同锚围杆岩结条构件系下统杆杆侧侧刚刚度度系系数数的的拟确合定曲线
锚 要确定锚杆的锚固度，需要知道完整锚固状态下杆侧的刚度系数。 固 锚杆锚固结构系统杆侧动刚度系数主要取决于围岩的变形模量（暂 质 且忽略砂浆的影响）
法
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚 固 质 量 的 定 量 分 析 方 法
锚杆－围岩结构系统锚固质量的定量分析步骤
开始
对测试所得的杆顶动力响应信号进行小 波包分析，得到表征锚杆结构系统的特 征向量。
根据地勘资料获得各类围岩沿锚杆杆侧 的分布情况及各类围岩的力学特性。
滑坡预报的计算智能方法
& ANN法：滑坡灾变预测的神经网络方法 & FIS法：滑坡灾变预测的模糊逻辑方法 & AN－FIS法：自适应神经－模糊推理系统 & GA－ANN法：元胞神经网络方法
滑坡灾变预测与安全保障新技术
预报对象
预报模型
预报方法
已 有 空间预报 滑
线性回归模型 聚类分析模型 人工神经网络模型 GIS多因子定量分析模型
缺陷锚杆：锚杆系统有缺陷的情况，即沿杆长
的弹性系数和阻尼系数沿杆长是变
化的。 滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
结
振动诊断的三种方法
构
系 统
直接分析法
从具有故障结构的数学模型出发，研究故障引 起的响应变化规律。但这种数学模型的建立较 为困难的。
无
损 探
时序分析法
信号的变化与凝聚，对判别是否有故障特别 有效。但由于时序模型中的参数没有明确的 物理意义，因此很难判断故障的位置。
固质量进行了测试，此段隧道围岩为粉砂泥质结构的砂质泥岩，厚层状构造，属
III 类围岩。岩块的弹性模量 Es 6.781109 Pa ，锚杆设计参数为直径 22mm 的螺
纹根钢筋据，对长所3m，测采五用根锚固锚剂杆进行反锚射固波， 形进行本章所述 的方法进行结构识别，得到沿杆长的刚度系
工
数，并计算得到相应的锚固度。
量
的
定
完整锚杆结构系统杆侧刚度系数的确定方法
量
分
取不同围岩变形模量及对应的围岩密度，进行三维有限 元模拟，得到不同的动力曲线，然后通过所建立的神经
析
网络系统识别，得到不同围岩条件下的杆侧刚度因子，
方
再根据根据锚杆k 设s 计 参0 .数0 0 反0 9 算7 2 刚E s 2 度 系0 .数3 3 。1 E s 0 .5 8 2
滑坡－支护结构系统损伤诊断理论研究 滑坡－支护结构系统探伤及质量诊断研究
锚固失效对边坡稳定性的影响分析
滑坡灾变示范区灾变预测
边坡综合处治技术及其在工程的应用
总结与推广应用
滑坡灾变预测与安全保障新技术
2、无支护结构的 滑坡预测
滑坡灾变预测与安全保障新技术
选择万州区吴家湾滑坡为示范区
吴家湾滑坡的稳定性也直接滑坡影灾响变预到测三与安级全台保阶障新上技的术 万州火车西站场地
将所获得的特征向量作为网络输入对所 测的锚杆－围岩结构系统进行识别，得 到沿杆长平均 5 段每段的杆侧刚度因子。
根据拟合公式（7.28）计算对应各类围 岩的刚度系数。
根据锚杆几何参数，由各段刚度因子换 算各段刚度系数。计算实际锚杆系统的
5
锚固量 M s L ki / 5 。 i 1
根据杆侧围岩分布情况计算对应完整
滑坡灾变预测与安全保障新技术
极限平衡法
• 计算方案（工况）为： • （I） 自重力＋荷载＋暴雨（现状）； • （II）自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m三峡库水位； • （III）自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m水位陡降至145m； • （IV） 自重力（水下）＋荷载＋暴雨＋175m水位+地震 • （V） 自重力＋暴雨＋库水陡降时（按库水0.82m/d，地下水下降0.10m/d计）
锚
杆
所谓锚杆－围岩结构系统识别就是依据已测
结
得的动测信号，提取能表征系统状态的特征
构
向量，再利用系统辨识手段估计系统的物理
系
参数，建立特征向量－物理参数模型，从而
统
达到对系统进行判别、评价的目的。
的
识
别
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚杆－围岩结构系统锚固质量的定量描述
研究意义
造 福
滑坡灾变预测与安全保障新技术
灾 研究意义
支挡结构失稳形成滑坡 对城市及基础设施产生 直接威胁
难
滑坡灾变预测与安全保障新技术
研究意义
滑坡灾变预测与安全保障新技术
技术路线
滑坡灾变预测与安全保障新技术
无支护结构的滑坡预测
支护结构的健康诊断和安全保障技术研究
滑坡灾变预测模型研究 滑坡灾变判据研究
有限元模拟
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡集成智能预报模型框架
地表环境信息 地质环境信息 气象水文信息 力学特征信息 工程活动信息
理 与综 评合 价信 系息 统管
GIS
滑坡成 灾机理
数据信息交换
滑坡智能集成 预报模型
数值模 拟分析
滑坡计算智能 集成预报方法
滑坡模糊综合 信息预 报 判 据
来自百度文库
滑坡灾变预测与安全保障新技术
对锚杆杆顶的低应变动力响应进行了数值模拟。
用小波分析方法对信号进行时谱分析，获得损伤 位置、锚杆长度，并提取表征锚杆结构系统的特 征向量；
通过建立的人工神经网络对锚杆－围岩结构系 统进行识别，获得杆侧刚度系数的分布情况， 并计算锚固度，对锚杆锚固质量进行定量评价。
锚杆系统无损 探伤智能诊断
应力波传感器
综合信息模糊判据 各灾变因素的权重由系统通 过学习或模糊推理自行确定
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡灾变示范区及其灾变预测
吴家湾滑坡灾变的神经网络预测
万州城区具有相似形成条件的22个滑坡作为样本， 11个输入变量 中，定量指标需要进行归一化，定性指标进行标准化处理，作为输入 样本。根据22个滑坡样本的稳定状况，对照滑坡灾变判据，得到相 应的22个样本的期望输出评价矩阵，进行网络训练。
5
锚杆系统的锚固量 M w LI Ki 。 i 1
计算实际锚杆结构系统的锚固度
5
Q L ki
m
5
LjK j
。
i 1
j 1
滑坡灾变预测与安全保障新技术
结束
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚杆系统无损探伤智能诊断系统的建立
数字模拟模块 信号分析模块 人工智能模块
根据锚杆－围岩结构系统杆顶动测问题的数学解，
18-18’
22.19 11.86 32.5 12.22 15
天然
16-16’
22.19 11.86 32.5 12.22 15
13 13.1 10.8 13.42 11.03 13 10.5 8.5 12.41 9.08
18-18’
15.61 12.91
饱和
16-16’
15.61 12.91
14 11 12.6 10.4 12.89 10.59 14 11 10 8.2 10.68 8.72
信
号
智
接
能
收
信
系统的简图
输
号
应力波发生器
入
处
锚
杆
理
滑坡灾变预测与安全保障新技术
设 计
分
参 数
析
输出结果
锚锚
杆杆
缺系
陷统
、
杆 侧
杆刚
底度
位系
置数 判分 别布
锚锚
杆固
长度
度计
确 定
算 、
、锚
缺固
陷质
评量 价评
价
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
作者重庆金渝大道白鹤咀现隧场道右测洞试出波口处形K。13+550～K13+500 段的五根锚杆的锚
三峡水库蓄水后滑坡体将有二分之一被库水淹没。
滑坡灾变预测与安全保障新技术
图1 现场剪切试验
滑坡灾变预测与安全保障新技术
表1 示范区滑坡力学参数研究成果表
室内土工试验 原位大剪试验 经验值
反算值
综合取值
剖面号 状态
c (kPa) φ(°) c (kPa) φ(°) c (kPa) φ(°) c (kPa) φ(°) c(kPa) φ(°)
伤
理
直接从测量的输入输出信号识别模态参数或 物理参数的变化情况，具有很大的方便性。
论 参数识别法 尽管反问题往往不唯一和不确定，但辅以经
概
验判断，求解结果工程上是认可的，并随着 现代智能数学手段的发展和应用，逐渐被人
述
们所接受。
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
锚
据
Pearl预报模型
一 览
强度预报
运动机理滑速或滑距模型 滑坡敏感度图
地震滑坡危险度图
统计方法 运动机理与运动学结合
制图法
GIS滑坡灾害灾情评估系统
图形信息一体化
预报判据
聚类向量择大 期望输出
最佳预测因子 应变速率 滑坡速度 滑坡速度
位移加速度 位移
位移峰值 位移分维值 动力学判据
位移
危险度分区
计算智能预报模型采用的判据
锚
对于全长锚固的锚杆杆锚固系统而言，其锚固质量主要体现在锚
固
杆杆侧胶结体和围岩共同对锚杆作用的等效特征参数的大小。
质
k1
k2
ki
kn
量
η1
η2
ηi
ηn
kb
实际锚杆各段锚固情况
的
l1 l2
ln
ηb
定
量
K1
K2
Ki
Km
分
η1
η2
ηi
ηn
kb
析
L1 L2
Lm
ηb
对应锚杆各段完整锚固情况
方 法
锚杆锚固度
n
m
有限元数值模拟 • 预应力锚索支护下的坡体应力、应变特征 • 锚索受力特征 • 锚索失效后其它锚的荷载重分布规律
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护系统低应变动力学理论研究
完整与损伤锚杆结构系统低应变动力响应理论
k1
k2
ki
kn
基
Q(t)
本
力
η1
η2
L1 L2 Li
ηi
ηn
kb
ηb
学
0
L
x
模 完图整3锚.2锚杆杆损：杆伤侧理锚胶杆 想结低情体应和况变围动 ，岩力共锚响同杆应 对问 锚锚题 杆固的数较作学用力 好可学，用模围沿型杆岩侧较分 型Fig.3.2 Mathe布m把激a的ti杆励c弹a侧力l簧-mQ分器(e均 阻t为)c沿和hna质尼锚阻段ni杆尼c，，系a纵器l其m可数轴来弹o线等d认性为e方效l系为o不向。n数沿，s和变m且a阻杆l的均l尼s长布t常系ra于i的数n数锚d分弹y。杆别na顶性为m部i系ck。rie,数spi o和nse of de
动水压力（库水位从175m降至145m）＋地震力＋荷载。(基本上不可能出现 的情况)
滑坡灾变预测与安全保障新技术
吴家湾滑坡随条件变化其稳定系数的降低曲线
稳定系数
1.2
1
0.8
0.6 I1
II 2 III 3 IV 4 V 5 VI 6 计算工况
滑坡灾变预测与安全保障新技术
FLAC模拟
滑坡灾变预测与安全保障新技术
杆 利用小波变换检测锚杆损伤位置的原理
系 统 损 锚杆系统的损伤通常会导致系统的观测信号 伤 发生变化，利用小波分解变换检测观测信号 位 的奇异点就可以检测出锚杆损伤位置。 置 的 诊 断
滑坡灾变预测与安全保障新技术
滑坡－支护结构系统无损探伤及质量诊断研究
基于小波包分析的锚杆-围岩结构系统特征向量的提取
统计预测法 灰色聚类法
ANN法 逐步筛选综合系数法
坡
斋藤模型
预
福囿模型
哈亚稀模型
报
位移加速度回归模型
方 时间预报 匀加速条件时间预报模型
法
灰色Verhulst模型
及
滑体变形功率模型 分形时间预测模型
判
非线性动力学模型
经验公式 实验拟合公式
拟合公式 监测曲线回归方程外推法
统计方法 灰色统计方法
功能原理 分形理论 反演理论
训练好的神经网络模型滑，坡即灾可变预进测行与安吴全家保障湾新滑技坡术 的稳态识别。
滑坡灾变示范区及其灾变预测
吴家湾滑坡灾变的神经网络预测
➢神经网络与极限平衡结果对比分析
吴家湾滑坡灾变的神经网络预测结果可与极限平衡结果是一致的
滑坡灾变预测与安全保障新技术
3、支护结构的健康诊断
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