(许强)滑坡空间预测预警及时间预报研究new
关于滑坡预测预报方法的思考
1004-9665/ 2004/ 12( 02)- 0118- 06 Journal of Engineering Geology 工程地质学报
关于滑坡预测预报方法的思考X
杨志法 陈 剑
( 中国科学院地质与地球物理研究所 北京 100029)
摘 要 滑坡是世界上十大自然灾害之一, 容易造成极 大的经济损失和人员伤 亡, 对社 会危害很 大。目前有关 它的预测预 报 的效果还不甚理想。滑坡灾害的诱发因素包括自然因素和人为因素, 而人为因素主 要与人类工 程活动有 关; 在 一定的地质 地 形条件下, 自然诱发因素则主要是降雨, 特别是暴雨。通过对滑坡预测预报方法 的哲学思考 , 作者 认为今后 应该加强/ 由天 预 报地0 , 即以降雨预报 结果来推测区域滑坡发生的概率 方法的 研究。将该 方法与 单点滑 坡的监 测预报 法结合 起来, 可望进 一 步提高滑坡预测预报的水平。 关键词 滑坡 降雨 预测预报 哲学思考 中图分类号: P642. 22 文献标识码: A
( 1) 以内因分析为主的论文为多, 但预测预报效 果不很理想。有关滑坡预测预报中的大多数成果都 是以内因研究为主的。其共同特点都是将研究重心 放在内因的研究上: 通常先进行详细的现场工程地 质调查, 建立地质模型; 再取样在实验室或在现场进 行力学试验, 进一步建立力学模型; 然后, 进行各种
119
1 引言
基于斜率模型的突发型黄土滑坡失稳时间预测
编号
滑坡
发生时间
滑坡类型
提前预警时间
1
陈家6# 2019-03-04 滑移崩塌型
2
党川6# 2019-03-26 滑移崩塌型
3
党川4# 2019-04-19 静态液化型
4
党川7# 2019-10-05 滑移崩塌型
2h 40 min 18 min
32 h
2 研究方法
2.1 监测数据的获取与处理 本文采用具有智能变频功能的滑坡位移计进行
失稳时间预测是监测预警预报工作的重要组成 部分[9]，先后经历了现象预测[10 − 11]、确定性预测、统计 分 析 预 测 [12 − 15]、 非 线 性 预 测 [16 − 18]、 确 定 性 预 测 [19] 等 几个阶段。确定性预测主要是基于滑坡运动参数，通 过物理或数学方法将室内试验数据或滑坡监测数据 进行推导，并不断总结改进得到的预测方法，能够反 映滑坡的物理实质[19]。Saito 等[20] 率先通过大量室内 试验总结出理想状态下土质边坡失稳时间预测经验 公式，并提出了基于蠕变第三阶段的图解法；Fukuzono[21] 在室内试验的基础上进一步总结出恒定荷载作用下 滑坡临滑阶段位移速度倒数与时间的关系，提出速度 倒数法预测模型；Mufundirwa 等[22] 在前人研究的基础 上提出斜率模型（又称 SLOPE 模型、SLO 模型）来表 示岩石蠕变末期应变发散特征，并应用到滑坡实例和 岩石蠕变试验中。在这之后有多位学者[23 − 24] 基于以 上预测模型进行了总结改进。
第 48 卷 第 4 期 2021 年 7 月
水文地质工程地质 HYDROGEOLOGY & ENGINEERING GEOLOGY
Vol. 48 No. 4 Jul.，2021
岩土工程设计—挡土墙许强
三叠系中统巴东组
三叠系下统嘉陵江组
人工素填土 泥灰岩 灰岩
岩层产状
探井
三叠系中统巴东组
三叠系下统嘉陵江组
人工素填土 泥灰岩 灰岩
岩层产状
探井
④ 在计算条块划分时，不宜将最下部条块分得 太小，以致使计算结果不能客观地反映滑坡的 整体稳定状态。
⑤ 当滑体前部较缓，或出现反倾段时，下滑 力可能出现负值，此时应视滑坡为稳定状态； 当最前部条块稳定系数不能较好地反映滑坡的 整体稳定性时，可采用倒数第二条块的稳定性 系数，或最前部2个条块稳定性系数的平均值。
C1—地震力计算的综合影响系数，一般取0.25 C2—地震力计算的重要性修正系数，一般取0.5~2
6.2.8 滑坡推力计算时的注意事项
① 当滑体具有多层滑面时，应分别计算各滑 动面的滑坡推力，取最大的推力作为设计控 制值，并使每层滑坡均满足稳定要求； ②当滑面形状不规则，局部凸起面使滑体较 薄时，宜考虑从凸起部位剪出的可能性，可 进行分段计算；
衡重式
悬臂式
扶壁式
宜宾五粮液酒厂铜锣湾挡土墙
宜宾五粮液酒厂铜锣湾挡土墙
加筋土挡墙
拉筋
墙面板
攀枝花机场边坡加筋土挡土墙
锚杆式
攀枝花机场边坡锚杆式挡土墙
攀枝花机场边坡锚杆式挡土墙
锚定板式
肋柱
挡板
拉杆
竖向预应力锚杆式
土钉式
板桩式
桩板式挡土墙
(1) 在地下挖狭长深槽，灌 注混凝土(配筋或不配筋)、 浇筑水下钢筋混凝土墙；
支挡结构
刚性支挡结构 柔性支挡结构
挡土墙 板桩墙、内支撑
挡土墙：用来支承填土或山坡土体(土压力)， 防止填土或土体变形失稳的一种构造物。
滑坡时间预测预报研究进展
滑坡时间预测预报研究进展一、概述滑坡作为一种常见的自然灾害，其发生往往伴随着巨大的经济损失和人员伤亡。
滑坡时间预测预报研究一直是地质工程和防灾减灾领域的重要研究内容。
近年来，随着科技的不断进步和大数据时代的到来，滑坡时间预测预报技术取得了显著的进展。
滑坡时间预测预报研究旨在通过分析和处理滑坡相关的地质、气象、水文等多源数据，揭示滑坡发生的机理和规律，进而实现对滑坡发生时间的精准预测。
这对于提前预警、制定防灾减灾措施以及保障人民生命财产安全具有重要意义。
目前，滑坡时间预测预报研究已经涵盖了多个方面，包括滑坡监测技术的创新、预测模型的构建与优化、多源数据融合技术的应用等。
在滑坡监测方面，无人机、遥感、GIS等现代技术手段的应用使得滑坡监测更加高效和精准在预测模型方面，机器学习、深度学习等人工智能技术的引入为滑坡时间预测提供了新的方法和思路在多源数据融合方面，通过对不同来源的数据进行整合和分析，可以更加全面地了解滑坡发生的背景和条件。
滑坡时间预测预报研究仍面临着诸多挑战。
滑坡发生的机理十分复杂，涉及到地质、气象、水文等多个因素，这些因素之间的相互作用和影响关系难以完全揭示。
滑坡数据的获取和处理也是一个难题，由于滑坡事件的偶发性和不确定性，很难获取到完整、连续的滑坡数据。
预测模型的泛化能力和精度也是亟待解决的问题。
针对这些挑战，未来的滑坡时间预测预报研究需要进一步加强基础理论的研究，深入探讨滑坡发生的机理和规律同时，需要充分利用现代技术手段，提高滑坡监测和数据处理的能力还需要加强国际合作与交流，共同推动滑坡时间预测预报技术的发展和应用。
滑坡时间预测预报研究是一项具有重要意义和挑战性的工作。
随着科技的不断进步和研究的深入，相信未来我们能够实现对滑坡发生时间的更加精准预测，为防灾减灾和保障人民生命财产安全作出更大的贡献。
1. 滑坡灾害的定义与危害滑坡是指斜坡上的岩土体受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
地质灾害发生时间和空间的预测预报
收稿日期:1999-12-07基金项目:国家自然科学基金(项目号:49702038)、地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室开放基金联合资助作者简介:许强(1968-),男(汉族),博士,副教授,地质工程专业,出版专著3部(与人合著),发表论文近40篇。
联系电话:028-*******,E _mail :xq @cdit .edu .cn地质灾害发生时间和空间的预测预报许 强, 黄润秋, 向喜琼(地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室, 四川成都 610059)摘 要:运用非线性科学的理论和方法,提出了一整套地质灾害预测预报的理论和方法,包括探索地质灾害发生前兆的加卸载响应比方法、地质灾害发生时间预测的协同学模型以及地质灾害区域预测评价的神经网络方法,并建立了基于GIS 的地质灾害区域评价系统。
同时,通过对向家坝水电站库区的崩滑地质灾害的统计分析,提出了地质灾害发生规模与发生频率间的幂律规则。
关键词:地质灾害;预测预报;区域评价;地理信息系统;幂律规则中图分类号:P62 文献标识码:A研究地质灾害,其中一个最重要的内容便是对可能发生地质灾害的时间及可能失稳破坏的空间范围进行预测预报,这也是目前地质灾害研究的一个热点。
对于地质灾害发生时间和空间的预测预报,目前国内外已提出了很多行之有效的模型和方法,但这些方法的理论基础大多是常规的数理统计分析[1,2]的分析知道,常规统计方法处理数据的能力是有限的,并且往往还要受到很多条件的制约。
因此,大多数情况下上述模型的预测结果并不是太理想。
本文在前人工作的基础上,利用非线性科学的基本理论,首先对地质灾害发生的前兆进行探索,然后提出了几种地质灾害发生的时空预测预报的新理论和新方法。
1 用加卸载响应比理论探索斜坡失稳前兆地震、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,都属于非线性系统的失稳,非线性系统失稳前都要向人类“展图1 非线性系统的响应与广义荷载间的关系(引自[3])Fig .1 Relationship between response and g eneralizedloads of nonli near systems 示”出大量的异常信息――失稳前兆。
《崩塌滑坡泥石流监测规程》DZ／T-0223—2004
中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 0223—2004崩塌·滑坡·泥石流监测规程为了保护地质环境，防治地质灾害，减轻人民生命、财产损失，促进社会安定和国民经济建设，制定本规程。
1 题内容与适用范围1.1 本规范规定了崩塌、滑坡(含崩滑危岩体，统称崩滑体，下同)变形和泥石流活动的监测内容、监测方法、监测点网布设、监测资料整理等技术要求，以及变形破坏或活动预报等。
1.2 本规范适用于已经发生过且可能继续或再次发生崩滑变形破坏和泥石流活动的监测，以及有可能发生崩滑的自然的或人工的斜坡变形破坏和泥石流活动的沟槽(或斜坡)的监测。
2引用标准ZBD l4001—89 《工程地质编图规范》(1∶50万～1∶100万)ZBD 14002—89 《工程地质调查规范》(1∶10万～1∶20万)ZBDl4003—89 《工程地质调查规范》(1∶2.5万～1∶5万)DZ／T0060—93 《岩溶地区工程地质调查规范》(1∶10万～1∶50万)GB12328—90 《综合工程地质图图例及色标》3 术语3.1 崩塌在一定的自然条件与地质条件下，组成斜坡的部分岩土体，在以重力为主的作用下，向下(多数悬空)崩落的块体运动。
规模大的称山崩。
有可能崩落的岩体称危岩体。
3.2 滑坡在一定的自然条件与地质条件下，组成斜坡的部分岩土体，在以重力为主的作用下，沿斜坡内部一定的软弱面(带，一个或多个)发生剪切而产生的整体下滑破坏。
滑坡的下滑速度，一般较慢，但有的为高速。
3.3 泥石流在一定的自然条件与地质条件下，沟谷中或斜坡上，饱含大量泥土和大小石块等固、液两相流体，呈粘性层流或稀性紊流。
泥石流形成、爆发的主要条件是：有利的地形，丰富的土石固体物质，大量且集中的水源。
崩塌、滑坡和泥石流之间，都有一些过渡类型，详见附录。
它们往往突然发生，来势凶猛，历时短暂，破坏力强。
3.4 地质环境由岩石圈、水圈、大气圈组成的体系，主体由岩石圈及其风化产物—土壤两大部分组成。
基于Fourier级数的滑坡位移预测模型研究
【 摘
要 】滑坡灾害的发生是多种致 灾因子共 同作用 的结果 ，其位移变 化呈现周期性阶梯式增长特性。本 文将
Ｆ ｕｉ 级数理论引入到位移一 时间序列分析 ，建立了基于 Ｆ ｕｉｒ ｏｒｒ ｅ ｏ ｒ 级数的滑坡位移预测模 型。同时将其应用到卧 ｅ
龙寺 是新滑坡位移预测当中，预测结果表 明： 基于 Ｆ ｕｉ 级数的滑坡位 移预测模型能较好地揭示滑坡位移一 时间 ｏｒｒ ｅ 序 列中的趋势性及周期性规律 ，能更好地预测滑坡位移变化的趋势 。 【 关键 词】滑坡 ；位移一时间序列 ；Ｆ ｕｉｒ ｏ ｒ 级数 ；预测 ｅ
残差平方和
２ ５４ ２ ４ ．４ ６
６ ．６ ５ ９８ ０ ３ ．７ ７ ５２ ４ ２ ．５ ３ ３８ ０ １ ．７ ４ ４６ ６ １ ．７ ６ ２９ ８ １ ．６ ４ ２１３ ８３ ６ ．９ ９
相 关系数
０９ ５ ．５ ５
０９ ７ ．８ ３ ０９ ３ ．９ ６ ０９ ５ ．９ ６ ０９ ７ ．９ ３ ０９ ７ ．９ ６ ０９ ７ ．９ ８ ０９ ８ ．９ ５
由上节 中的 离散傅里 叶变 换理 论可 知 ， 限域 内的非周 期函数 也可 以用 正弦和／ 有 或余 弦乘 以加权 函数 的
积分来表示一即傅里叶变换。边坡位移监测的时间序列厂（ 则可以通过傅里叶级数进行展开为任意 Ｋ 阶 ｆ ）
盼波加和形： ） ｌｃ‘ ｎ ／当及项数足定件 谐韵权的式 ＝＋（。 罕） 各系满一条时 詈ｎ ｓ ‘＝ 罕十 ｌ。 ＼
ｎｌ ＝ ‘ ‘ ／
（ ９ ）
其趋势项则反映滑坡体 由于本身赋存条件的影响而表现出的位移变化的趋势性， ｏｒ 级数项则反映 Ｆ ｕｉ ｒ ｅ
滑坡体受季节 （ 周期）性降水及地震等因素作用下滑坡位移的变化 。该修正模型在一定程度上考虑了不同
滑坡的变形破坏行为与内在机理_许强
Journal of Engineering Geology工程地质学报1004－9665/2012/20（2）-0145-07滑坡的变形破坏行为与内在机理*许强（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059）摘要自20世纪60年代日本学者斋藤借助于蠕变试验成果进行滑坡预测预报以来，人们就一直不停地对斜坡变形破坏行为和滑坡预报方法进行研究和探索，先后提出了数十种滑坡预测预报模型和方法。
随着滑坡变形监测实例的不断增多，其变形监测资料越来越丰富，各式各样的变形－时间曲线相继产生。
斜坡变形－时间曲线的类型、特征以及形成这些变形－时间曲线的力学条件等诸多问题都是滑坡预警预报必须查明的最基本科学问题。
本文通过对各类滑坡变形破坏行为和变形－时间曲线的分析总结，结合岩土体流变试验成果，根据斜坡变形－时间曲线特征，将滑坡分为稳定型、渐变型、突发型3类，并给出了产生这3类变形行为的力学条件。
同时，从细观力学的角度分析认为，斜坡产生宏观变形破坏行为的主要原因是岩土体细观尺度颗粒的“流动”和“微破裂”，但在不同岩性组成的斜坡和同一斜坡的不同变形阶段，“流动”和“微破裂”将分别发挥不同的作用。
关键词滑坡变形－时间曲线流变细观力学内在机理中图分类号：P642．22文献标识码：ATHEORETICAL STUDIES ON PREDICTION OF LANDSLIDES USING SLOPE DEFORMATION PROCESS DATAXU Qiang（State key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection，Chengdu University of Technology，Chengdu610059）Abstract Research on slope deformation and failure process and landslide prediction method has been undertaken freqeuently since Saito developed the landslide prediction and forecasting method with help of creep test in1960s．Dozens of models and methods for landslide prediction and forecasting have been put forward．With the increasing monitoring work on slope deformation and increasing available data，many kinds of displacement-time curves have been proposed．Many problems such as the types and features of slope displacement-time curves and the mechanic conditions forming the curves must be regarded as the most basic scientific problems．Theyhave to be answered and solved when landslide early warning and prediction are being carried out．This paper summarizes the landslide de-formation and failure mechanisms and their corresponding displacement-time curves．With the aid of rheological test，three types of landslide deformation and failure processes are proposed．They are thehe steady type，the grad-ual change type and the sudden failure type．Their corresponding mechanic conditions are also studied．In the view of micromechanics，the macro deformation and failure of a slope are mainly attributed to the flow and micro rupture of rock and soil in microscopic scale．The flow and micro rupture can play different roles in slopes with different li-thology or in different deformation phases of a slope．Key words landslide，displacement-time curve，rheology，micromechanics，failure mechanism*收稿日期：2012－01－30；收到修改稿日期：2012－03－14．基金项目：教育部创新团队发展计划（IRT0812），教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目（708079）．作者简介：许强，主要从事地质灾害预测评价及防治处理方面的教学与研究工作．Email：xuqiang_68@126．com1引言自20世纪60年代日本学者斋藤借助于蠕变试验成果来探索斜坡岩土体的变形破坏行为及预测预报方法［1 3］以来，人们就一直不停地对此问题进行研究和探索，先后提出了数十种滑坡预测预报模型和方法［4］。
滑坡监测与预报
滑坡灾害监测和预报滑坡灾害是一种典型的、多发的地质灾害。
对于地质结构、地形条件和环境背景因素脆弱，或者具有潜在失稳特征的自然斜坡和人工边坡，由于铁路、公路、水电、采矿和城镇开发等工程建设，以及大气变化和人类活动的影响，导致坡体失稳，触发滑坡灾害，常造成严重的财产损失和人身伤亡，经常危害国民经济建设、工农业生产和人民群众生活。
为了防止或减轻滑坡灾害可能造成的损失，滑坡灾害的监测和预报一直为国内外专家学者以及广大工程技术人员所关心和重视。
第一节滑坡动态监测自然斜坡或人工边坡在各种动力因素和环境条件的影响和作用下，产生变形破坏，丧失坡体稳定性，诱发滑坡灾害，这一灾变的过程是一动态变化和发展的过程。
监视和观测滑坡在其孕育、发展和灾变的全过程中的各种特征因素和参量，即称为滑坡动态监测。
滑坡动态监测不仅可以帮助工程技术人员更加准确可靠地认识和把握滑坡的性质和规模，而且可以作为滑坡灾害预测预报的基础和依据。
滑坡动态监测主要包括变形监测、应力监测、以及地下水等其他监测，主要是监测这些因素和参量的动态特征和变化规律。
通过对滑坡动态监测资料进行分析和归纳，可以帮助有关工程技术人员确定滑坡灾害范围、滑体厚度、滑体规模、滑动方向，以及滑坡分区、分级、分条和分块等基本性质。
同时，滑坡推力的变化情况和分布规律、地下水的活动状况和变化趋势、以及抗滑工程措施（或建筑结构）的作用效果等力学特性，可以得以更准确的了解和把握。
更重要的是，滑坡动态监测，特别是滑坡变形监测，可以获知滑体的变形发育阶段、滑体的变形大小、滑体的变形速度和发展趋势，从而作为滑坡灾害预测预报的基础，以防止或减轻滑坡灾害可能造成的破坏和损失。
一、滑坡变形监测滑坡变形监测的工作内容包括：地表变形监测、地下变形监测和建筑物变形监测等三项基本工作内容。
１地表变形监测（１）监测目的地表变形监测的目的在于了解和掌握滑坡坡体表面的变形活动状况和变化规律，可以用于确定滑坡坡体的变形范围、滑坡坡体的变形发展阶段，掌握滑坡坡体变形的基本性质和发展趋势，为进行滑坡工程地质勘察、整治工程设计和滑坡灾害预测预报奠定基础。
2019年度国家科技进步奖提名项目公示
2019年度国家科技进步奖提名项目公示一、项目名称西部山区大型滑坡潜在隐患早期识别与监测预警关键技术二、主要完成人许强、汤明高、刘春、廖明生、巨能攀、何朝阳、朱星、张路、黄学斌、李慧生三、主要完成单位及贡献主要完成单位：成都理工大学、同济大学、武汉大学、中国地质调查局武汉地质调查中心、深圳市北斗云信息技术有限公司（1）成都理工大学（许强、汤明高、巨能攀、何朝阳、朱星）：创新滑坡成因分类方案，揭示滑坡成灾机理，建立三维识别图谱，提出重大滑坡隐患早期识别的“三查”体系，揭示滑坡变形时-空动态演化规律，建立基于时空变形的“过程预警”理论方法，研发监测预警平台。
负责项目实施及全面推广。
（2）同济大学（刘春）：与成都理工大学共同研究提出大型滑坡演化的空-天-地-内多源立体观测，研发基于卫星遥感、无人机等滑坡观(探)测技术，开展行业推广应用。
（3）武汉大学（廖明生、张路）：发挥在测绘遥感技术方面的优势，与成都理工大学共同研究解决了InSAR技术在西部山区地质灾害识别监测应用中的瓶颈问题，有效提高了该技术的可用性和结果可靠性，在四川丹巴县、理县、茂县等区域进行了应用。
（4）中国地质调查局武汉地质调查中心（黄学斌）：原三峡库区地质灾害防治工作指挥部现已划归武汉地质调查中心，主要贡献三峡库区涉水滑坡机理、滑坡灾害监测预警及推广应用，与成都理工大学共同编制《三峡库区滑坡灾害预警预报手册》、并进行了深入推广应用。
（5）深圳市北斗云信息技术有限公司（李慧生）：研发滑坡监测技术，滑坡大数据采集传输、无人机建模和INSAR建模位移分析系统，与成都理工大学合作进行滑坡监测预警技术的推广应用。
四、提名意见我国西部山区大型滑坡机理复杂、隐蔽性强、灾害损失及社会影响大，国家防灾减灾需求迫切。
该项目依托973计划等，针对滑坡隐患早期识别与监测预警中的关键技术难题，通过十余年研究积累和联合攻关，取得了原创性研究成果，总体达到国际领先水平，推动我国滑坡隐患识别与预警走在世界前列。
滑坡灾害预测预报分类
第14卷 第4期2003年12月中国地质灾害与防治学报The Chinese Journal of G eological Hazard and C ontrol V ol.14 N o.4Dec.2003滑坡灾害预测预报分类殷坤龙(中国地质大学〈武汉〉工程学院,湖北武汉 430074)摘要:有人主张滑坡灾害的空间和时间预测预报应是并存的,即脱离时间预测预报的空间预测是不可取的。
但也有人认为两者可以相互独立而又互为补充。
事实上,空间预测是时间预测预报的先决条件,只有在明确了预测的对象之后,方可有目的地开展滑坡灾害的时间预测预报。
因而,一般地讲,滑坡灾害空间和时间预测具有先后序次关系。
但从减灾的角度考虑,二者又具有相对的独立性。
即可以在时间预测之外进行空间预测。
目前对滑坡灾害预测预报分类的系统研究不多,所开展的预测预报事例报导基本上属于个例研究。
论文将滑坡灾害预测预报分为空间和时间2大类,并进一步将空间预测划分成区域空间预测、地段空间预测和场地空间预测;将时间预测预报划分成长期时间预测、短期时间预测和临滑时间预测预报。
文章针对滑坡灾害时间预测预报的特点,对预测预报的信息源进行了分析和分类。
并对不同的工程阶段所要预测的滑坡灾害问题进行了分类归纳。
关键词:滑坡灾害;预测预报;分类文章编号:100328035(2003)0420012207中图分类号:P64212文献标识码:A收稿日期:2003204222;修回日期:2003205217基金项目:教育部科学技术研究重点资助项目(03034);浙江省重大科技招标项目“浙江省突发性地质灾害预警预报系统研究与应用示范”作者简介:殷坤龙(1963—),男,教授,博士生导师,主要研究方向是滑坡及其它地质灾害预测预报与防治.1 基本论点目前对滑坡灾害预测预报的理解还存在着不同的意见或分歧。
有人认为滑坡灾害空间预测相对容易,而时间预测预报则十分困难。
因而致力于发展滑坡灾害的时间预测预报研究,而忽略空间预测;也有认为滑坡灾害的空间预测可以独立于时间预测预报进行,即不包括时间预测预报内容的滑坡灾害空间预测可以表达不同自然地质条件下的滑坡空间危险性程度:也有认为滑坡灾害预测必须既是空间的又是时间的。
滑坡形变时间序列预测-概述说明以及解释
滑坡形变时间序列预测-概述说明以及解释1.引言1.1 概述滑坡是一种地质灾害，具有突发性和破坏性。
在滑坡事件中，滑坡形变时间序列的分析和预测对于提前警示和采取有效的防灾措施至关重要。
滑坡形变时间序列预测是通过对滑坡形变过程中的数据进行分析和建模，来预测未来滑坡的发展趋势和变形程度。
随着传感器技术和数据采集技术的不断发展，我们能够获取到多种多样的滑坡形变数据，包括位移、变形、应力等信息。
这些数据是预测滑坡形变时间序列的重要依据。
通过对这些数据进行分析和建模，我们可以识别滑坡形变的规律，并进行预测。
本文主要介绍滑坡形变时间序列的分析和预测方法。
首先，我们将对滑坡形变时间序列的特点进行分析，包括滑坡形变的周期性、非线性等特征。
然后，我们将介绍常用的时间序列预测方法，如ARIMA模型、灰色预测模型、神经网络等。
这些方法既考虑了滑坡形变时间序列的历史数据，又能够对未来的趋势进行预测。
通过本文的研究，我们可以更好地理解滑坡形变时间序列的规律，并将其应用于实际工程中。
滑坡形变时间序列的预测将为相关部门和工程师提供重要的参考依据，有助于采取及时有效的防灾治理措施，减少滑坡灾害的风险。
随着大数据和人工智能技术的发展，滑坡形变时间序列的预测研究将得到更好的支持和推动。
我们对滑坡形变时间序列预测的研究还有很多待深入探索的领域，包括数据采集、模型建立、算法改进等方面。
我们期待未来的研究能够进一步完善滑坡形变时间序列的预测方法，提高预测的准确性和稳定性，为保护人民生命财产安全提供更好的技术支持。
文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织方式和各个章节的主要内容。
下面是文章的结构安排：第一章引言1.1 概述：在这一部分，将介绍滑坡形变时间序列预测的背景和意义。
滑坡是地质灾害中常见且危害性较大的一种，而滑坡形变时间序列预测可以帮助我们提前预警和采取有效的措施来减轻其对人类和环境的破坏。
同时，也会简单介绍一下滑坡形变时间序列分析的相关研究现状。
滑坡预测预报方法
随着人们对滑坡机理的进一步认识以及现代数理力学理论和计算机技术的迅速发展，各种预测预报方法不断涌现，且取得较好的预测结果。
滑坡预测预报主要包括空间和时间两个方面，缺一不可。
滑坡的空间预测为时间预报提供对象；滑坡时间预报的选点必须首先以滑坡空间预测成果为依据，从而避免盲目设点造成错漏的弊端。
滑坡空间预测预报空间预测是指对滑坡发生的地点、规模等的预测，目前使用较多的方法有以下几种：1 、传统的稳定系数预测法稳定系数预测法是最早的滑坡空间预测的方法。
该法通过计算滑坡体的安全系数Fs来预测某一具体边坡的稳定性。
Fs =F 抗滑力/F下滑力当Fs <1.0 边坡处于不稳定状态当Fs =0.0 边坡处于临界状态当Fs >1.0 边坡处于稳定状态计算稳定性系数的方法有多种，如基于极限平衡理论的条分法、瑞典法、数值分析法等。
在计算中，参数的选取直接影响到分析结果的正确性。
这种方法多适用于单体滑坡的预测，在工程中应用非常广泛，且为设计人员熟悉。
2 、神经网络法神经网络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，还具有高速的运行处理能力、自组织学习能力、高速的容错性、灵活性和适应性等优点。
神经网络对斜坡稳定性空间预测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，然后用该地区其它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，而提高预测的精度。
许强等运用此方法预测了黄河某水电站库区和三峡某些典型斜坡地段的稳定性，预测精度达到90%.3 、信息模型法信息模型法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。
殷坤龙认为滑坡现象受多种因素的影响，且各种因素的作用性质不相同，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，所以预测精度较高。
许强教授学术报告
许强教授学术报告
报告题目：重大地质灾害隐患早期识别与监测预
警
时间：2019年3月26日（星期二）下午：
14：30-16：30
地点：丁家桥校区科技创新大楼C501会议
室
报告人简介：
许强，博士、二级教授、博士生导师，现任成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室常务副主任，国家杰出青年基金获得者，教育部长江学者特聘教授，国家杰出专业技术人才，国务院特殊津贴专家，四川省教学名师，第十二届、第十三届全国政协委员。
许强教授专长于地质灾害评价与防治，曾多次作为国务院、国土资源部和四川省委省政府专家组核心成员，参与了我国多起重大地质灾害事故的现场调查和应急处置工作。
作为核心成员完成的科研成果获国家科技进步一等奖2项，省部级科技进步奖一等奖6项，出版专著10部，发表学术论文400余篇，其中英文SCI收录论文100余篇。
欢迎各位老师、同学参加！
交通运输工程学院。
边坡研究中的新理论和新方法
边坡工程研究中的新理论和新方法1 引言随着我国现代化建设事业的迅速发展，各类高层建筑、水利水电设施、矿山、港口、高速公路、铁路和能源工程等大量工程项目开工建设。
在这些工程的建设过程或建成后的运营期内，不可避免地形成了大量的边坡工程。
而且，随着工程规模的加大、加深及场地的限制，经常需在复杂地质环境条件下，人为开挖各种各样的高陡边坡。
所有这些边坡工程的稳定状态，事关工程建设的成败与安全，会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及效益。
边坡失稳产生的滑坡现象已变成同地层和火山相并列的全球性三大地质灾害之一。
我国每年由此造成的损失达200亿元。
因此，进行边坡研究具有重大的现实意义。
边坡工程研究经过一个多世纪的发展，目前人们越来越认识到传统的地质历史分析法和极限平衡法存在着极大的局限性，边坡工程中广泛地存在着非连续、非线性、不确定性等，为了反映这些特性，解决工程问题，人们在边坡分析中采用了许多新方法和新理论。
2 边坡计算中的新方法边坡稳定性分析和评价是边坡研究的核心。
对于不同的破坏方式存在不同的滑动面形式，因此要采用不同的分析方法及计算公式来分析其稳定状态。
例如平面直线滑动的滑坡，可用平面直线法来计算；圆弧滑坡可选择FeUenius法和Bishop法来计算；复合破坏面滑坡可采用Janbu法、Morgensten—Price法、Spencer 法等来计算；对于折线型的滑坡可以采用传递系数法、Janbu法等来分析计算；对于楔形四面体岩石滑坡可以来用楔形体法采计算，对于受岩体结构面控制而产生的滑坡可选择Sarma法来计算；此外还可以来用Hovland法和Leshchinsky法等对滑坡进行三维极限平衡分析[1]。
这些方法都属于极限平衡法，极限平衡法是根据斜坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析斜坡各种破坏模式下的受力状态，以及斜坡体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价斜坡的稳定性。
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诱发因素
类
指
标
地岩 岸 地地 植 变 水 形性 坡 质面 被 形 文 条特 结 构变 条 监 地 件征 构 造形 件 测 质
层
气地人 候震类 条因活 件素动
工岩 程石 岩强 组度
岸 软弱 坡 弱面 类 地控 型 层制
………
基础 指标
层
2.3.2 地质灾害空间预测预警指标体系的建立 2.3.2.3 评价指标体系建立
软弱地层
<5
5-30
陡顺倾坡(β<α,β>75°) 中顺倾坡(β<α,β>20°) 陡反倾坡(β>α,β>75°)
基座
中反倾坡(β>α,β >20°)
缓顺倾坡β<α,β<20 °) 夹层
30—80
近水平岸坡
斜交坡
无
>80 横向坡
因
软弱面控制程度
强
一般
无
素
构造 活 平均位移速率 S
1≤S＜100mm/a
2.3.1 多源地学信息管理系统的研制与开发
地质灾害的发生与否，受其所处的工程地质环境条件 的影响，如地形、岩性、地质构造、岸坡结构、降雨、 地震、河流地质作用、人类工程活动等。进行地质灾害 评价和预测首先要获得与控制地质灾害有关的各种内外 因素的空间分布。同时，地质灾害评价预测还应考虑人 类工程活动(行政区划、人口分布、经济结构、交通、城 镇分布与规划)以及气象因素(尤其是降雨量分布)等外在 因素的影响。
进一步，我们将与地质环境评价和地质灾害预测有关的指标 分为两大类，即：
·基本因素：指确定一个地区地质环境条件和地质灾害发生背景 的基本地质因素，如地形、地层岩性、地质构造、边坡或岸坡 结构类型、水文地质条件、河流地质作用、已有地质灾害发育 分布状况等。 ·诱发因素：指诱发（或触发）地质环境系统向不利方向演化甚 至导致地质灾害发生的各种外动力和人类活动因素，如降雨、 地震、开挖与堆填等。
2.3.2 地质灾害空间预测预警指标体系的建立
2.3.2.2 构建评价指标体系的基本思路
地质灾害危险性评价指标
目
标
层
已有灾害区
普通斜坡区
基本因素 诱发因素 历史活动记录
地滑岩水 形面土文 特特体地 征征特质
征
气 地人 候 震类 条 状活 件 况动
滑 滑滑 面 面面 倾 形性 角 态状
………
基本因素
表 3-2 地质环境评价与地质灾害危险区划指标（对已有地质灾害）
评
价
标
准
指标
已
大类
有
评价指标
重度危险
（危险性有高低）
中度危险
轻度危险
地
坡面平均坡度
>35°
20°—35°
<20°
质
地形 滑面倾向与前缘临空面
灾
特征
倾向
害
沟谷切割程度
预
测
滑面形
滑动面平均倾角
基本一致
已切穿滑床 >25°
小角度斜交，<25°
活
断裂形式
基底断裂
基底断裂
断
活动情况
裂
3 万—5 千年内反复活动＞3 3 万—5 千年内间歇活动＞
次
2次
老
断裂长度
＞100km
＞100—50km
断
断裂宽度
裂
50—100m
50—20m
斜坡后缘情况
有多条深大的拉张裂缝
1—2 条拉张裂缝
斜坡前缘情况
有很明显的“隆起”
轻微的“隆起”
变形类型
加速或快匀速
稳定慢匀速
0.1≤S＜1mm/a
0.01≤S＜0.1mm/a
条件 断 裂
断裂长度
＞100km
20—100km
<20km
2.3.2 地质灾害空间预测预警指标体系的建立 2.3.2.3 评价指标体系建立
构造 条件
基
本 地形变 形情况
因 变形
素 监测
地表水 作用
气候 条件 诱
发 地震
因 状况 素
人类工 程活动
表 3-1 地质环境评价与地质灾害危险性区划指标（续）
3. 数字地形分析: 在GHGIS中，数字地形分析主要 是用于坡度、坡向计算。
4. 三维模型分析: 地形等高线图虽然可以定量地描 述地面起伏变化，但在视觉感应和信息分析上尚有欠缺。 而这些关系在三维视图上可以更直观、形象、逼真地观 察到。
2.3.1 多源地学信息管理系统的研制与开发
2.3.2 地质灾害空间预测预警指标体系的建立
质
薄层灰岩、白云岩、泥 纹岩、玄武岩、火山集块岩、 等，巨-厚层碳酸盐岩，
环 岩性
灰岩，常与碎屑岩互 凝灰质砂、页岩等火山岩；石 坚硬块状变质岩：大理岩、石
境
层。
英片岩、角闪石片岩、千枚岩 英岩、蛇纹岩、片麻岩、混合
评
等变质岩
岩等
价
和 灾 害 预 测
坡体 基 结构 本
岩石强度 （单轴饱和抗压强度
MPa） 结构类型 （α为坡角， β为岩层倾角）
扫描仪 数字化仪
图形数据库 属性数据库
输出
数据采集流程图
2.3.1 多源地学信息管理系统的研制与开发
图形文件
空间数据库
图层定义 图层编辑 查询检索 数据转换
分析
空间数据库管理
数据库
属性表定义 属性表编辑 查询检索 数据输出
2.3.1 多源地学信息管理系统的研制与开发
• 空间分析
地理信息系统的核心是具有很强的空间分析功能，也是区别 于计算机地图制图系统的显著特征之一。
1. 空间叠加分析
图层1 图层2
x1k
叠加
x2k
图层i
xik
Y f ( X1, X 2 , , X n )
2.3.1 多源地学信息管理系统的研制与开发
• 空间分析
2. 数字高程模型分析: 数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是对地理空间起伏连续变 化的数字表示形式，用来描述空间中第三维坐标—高程。
后缘累积变形量
>20cm
5—20cm
河流地质条件
常年冲刷
冲刷堆积交替
地表水体
降 一次最大降雨强度
雨 状
日降雨强度
况 月平均降雨强度
地震烈度
>250mm >200mm >400mm
>9
位于洪水位以下 150-250mm 100—200mm 300—400mm 9—6
地震的破坏程度 活动强度
人口密度（人/km2） 地下采矿采空率(%)
通
坡积物、残积物、冲积物；风 层；含盐（石膏、岩盐） 层、粉砂岩、砾岩等；中-厚 岩、闪长岩、辉长岩、橄榄岩
斜
化碎裂岩；断层破碎岩
岩层；软弱层状粘土岩 层碳酸盐岩：石灰岩、白云岩、 等；流纹岩、安山岩、玄武岩、
坡
工程岩组
地
为主，砂泥岩互层、泥 白云质灰岩、角砾状灰岩等； 凝灰角砾岩等火成岩体。巨岩、泥质砂岩、页岩等； 具明显喷发旋回或间断的流 厚层中-粗石英砂岩、含砾砂岩
在GIS技术支撑下，建立工程地质环境条件的空间和 属性数据库，对上述各基本控制因素和外在诱发因素进 行系统的采集和科学合理地管理，我们将之称为多源地 学信息管理系统。
2.3 我们的研究成果
2.3.1 多源地学信息管理系统的研制与开发
手工输入属性 、其它数据源
属性修改 属性库管理
属性分析 专业分析
查询操作 报表管理
块裂结构 滑面以下 轻度冲刷 局部位于洪水位以下
降 一次最大降雨强度
气候 雨 条件 状
日降雨强度
影
况 月平均降雨强度
地震烈度
响 地震 状况
地震的破坏程度
因
活动强度
>250mm >200mm >400mm
>9 全部倒塌
强烈
150-250mm 100—200mm 300—400mm
9—6 局部倒塌
中等
50-150mm 50—100mm 100—300mm
<100 <25
高度<10m
2.3.2 地质灾害空间预测预警指标体系的建立 2.3.2.4 评价指标的管理与分级
筛选 提取
评价指标 体系
管理 更新 维护
用户界面
系统管理界面
评价指标体系实现方式
2.3.2 地质灾害空间预测预警指标体系的建立
2.3.2.5 评价指标的量化
1．专家经验法
1)工程地质岩组
2.1 地质灾害空间预测预警技术路线
研究 区工 程地 质环 境条 件
地层岩性 地形地貌 地质构造 坡体结构 植被条件 水文地质 变形情况 人类活动
……
指标体系
指 模型 标 量 化 规则
危 险 性 分 区
气
降 雨
象 预
警
2.2 地质灾害空间预测预警所应解决的 关键技术问题
1. 如何科学合理地采集与管理工程地质环境条件 信息？
近年来，成都理工大学地质灾害防
治与地质环境保护国家专业实验室在国 土资源部国际合作与科技司、地质环境 司以及三峡库区地质灾害防治工作指挥 部的大力支持下，与中国地质环境监测 院合作，在区域地质灾害危险性评价、 地质灾害预警预报及信息系统开发方面 作了大量工作。本报告为其部分研究成 果。
报告提纲
1.概述 2.滑坡空间预测预警关键技术问题研究 3.滑坡时间预报关键技术问题研究
2.3.2.1 构建指标体系的原则
1. 系统性和普适性原则 2. 规范性和可比性原则 3. 阶段性和精度适应性原则 4. 简明和可操作性原则 5. 应针对不同典型地区和不同灾种分别建立的原则