[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

说明书

本发明公开一种结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，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。本专利结合了孔隙水压力在空间上分布的不确定性，将实时边坡安全系数作为预警判定指标，准确性好，适用性强。

技术领域

本发明涉及边坡监测技术领域，特别涉及一种结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法。

背景技术

降雨是诱发滑坡灾害的最常见因素。在降雨过程中，雨水入渗土体造成土体孔隙水压力升高，土体强度下降，从而导致滑坡灾害的发生。这是绝大部分浅层滑坡发生的重要原因。在边坡监测领域，虽然现有的技术试图将孔隙水压力作为一个监测指标。然而，用孔隙水压力的监测数据做边坡安全预警分析面临着以下几个问题：(1)基于孔隙水压力的预警阀值难以明确；(2)孔隙水压力的空间分布具有很大的随机性，监测点的孔隙水压力很可能不能反应出边坡所处的安全状态。为此，工程实践中，孔隙水压力的监测并未普遍的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供了一种既能结合孔隙水压力空间分布的不确定性，又能够将孔隙水压力与边坡安全系数相结合做预警判定的实时边坡稳定性评估方法。

本发明提供一种结合孔隙水压力的实时边坡稳定性评估方法，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。

在一个实例中，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。

在一个实例中，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。

在一个实例中，所述Matérn方程如下：