[发明专利]一种结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法

权利要求书

1.一种结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

得到监测点坐标和未监测点的网格坐标；

根据所述监测点坐标获取测点处孔隙水压力的监测数据；

根据所述监测数据对孔隙水压力在空间上分布的趋势结构进行判定；

根据所述监测数据和所述趋势结构对孔隙水压力在空间上分布的自相关结构进行判定；

根据所述自相关结构和所述趋势结构，对未监测点区域进行插值预测得到孔隙水压力分布场；

将所述孔隙水压力分布场输入到边坡稳定性分析模型中；

利用所述边坡稳定性分析模型计算实时边坡安全系数，产生实时预警信号；

其中，所述根据所述监测数据对孔隙水压力在空间上分布的趋势结构进行判定的方法为回归分析法，其回归方程的阶数通过如下步骤确定：

确定一个较小的阶数i，其中，i为自然数；

判定基于阶数i的情况下的P_F和S_cv值，如果P_F0.05则进行降阶处理，否则将阶数升为i+1，其中，S_cv为交叉验证系指标；

若阶数升为i+1，比较升阶后的S_cv值，如果S_cv升高且其P_F值达到预设值，则继续升阶直到S_cv(i+1)S_cv(i)或者P_F0.05为止。

2.如权利要求1所述的结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，所述根据所述监测数据和所述趋势结构对孔隙水压力在空间上分布的自相关结构进行判定的方法包括：

采用极大似然估计法结合Matérn方程对所述孔隙水压力在空间上分布的自相关结构进行判定。

3.如权利要求2或所述的结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，所述Matérn方程如下：

式中，h_ij为任意两个孔隙水压力测点的空间距离，ν是一个范围从0到无限大的平滑参数，r是范围参数，Γ(ν)为伽玛方程，K_ν是ν阶的第二类贝塞尔公式，R(h_ij)为若干孔隙水压力测点的空间距离的自相关方程，i、j均为自然数。

4.如权利要求2所述的结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，所述极大似然估计法满足如下公式：

式中，W＝X^TV^-1X,Q＝I-XW^-1X^TV^-1,X是包含趋势结构和测点坐标信息的矩阵，V为原始空间数据的协方差矩阵，I为单位矩阵，θ为一向量，θ包含了(ν，r，s)，n为观测点数量，p为θ中的元素数量，p＝3.y＝(I-X(X^TX)^-1X^T)z,z为观测点的孔隙水压力值。

5.如权利要求1所述的结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，所述插值预测的方法包括克里金插值预测。

6.如权利要求1所述的结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，在所述步骤将所述孔隙水压力分布场输入到边坡稳定性分析模型中之前还包括：

利用边坡稳定性分析软件建立边坡稳定性分析模型。

7.如权利要求6所述的结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，其特征在于，所述将所述孔隙水压力分布场输入到边坡稳定性分析模型中的方法包括：

利用所述边坡稳定性分析软件的二次开发功能将所述孔隙水压力分布场输入到边坡稳定性分析模型中。