[发明专利]一种降雨型滑坡临界失稳启动降雨量的测定方法

摘要

本发明涉及一种运用监测方式确定降雨型滑坡临界失稳启动降雨量的测定方法，具体涉及基于降雨量和位移实时监测数据综合分析和确定降雨诱发滑坡临界失稳启动降雨量的一种测定方法。本发明的方法将滑坡降雨量的变化作为滑坡的加卸载动力参数，将滑坡位移或位移速率变化作为滑体对于外动力变化的响应参数，以滑坡的加卸载动力参数和位移响应参数为依据，确定滑坡的降雨加卸载位移响应比耦合预测参数和模型；以滑坡的降雨加卸载位移响应比耦合动力参数为判据，确定边坡出现不稳定状态时对应的临界降雨量。滑坡的监测预警降雨量即为其临界失稳启动降雨量，该滑坡临界启动降雨量的确定可为降雨诱发滑坡监测预警与防治提供有效的监测预警与防治依据。

主权项

1.一种降雨型滑坡临界失稳启动降雨量的测定方法，包括以下步骤：第一步：滑坡位移监测点与基准点选取对待测定滑坡，分析滑坡主滑区及后缘拉张裂缝、剪出口等关键位置，确定滑坡体尺寸与分布范围等特征，选取滑坡的位移监测点与基准点；第二步：监测设备的布置与安装监测设备包括降雨量监测设备和位移监测设备，其中降雨量监测设备在边坡监测点处布设；位移监测设备在坡体监测点布设；第三步：降雨量及位移的实时监测与监测数据处理根据滑坡的降雨与位移的变化规律，确定其监测时间间隔与监测方式，以一定时间间隔同步同周期对滑坡区的降雨量及位移速率进行监测，并通过边坡场地数据信号收集器将监测数据传输到远程监测室对监测数据进行分类预处理，并详细录入Excel表格；第四步：单位统计分析周期与均值降雨量（Q₀）及均值位移速率（V₀）的确定：根据滑坡降雨变化和监测时间间隔，确定单位统计分析与评价周期；根据单位监测时间间隔，可确定m个单位监测时间作为一个单位统计分析与评价周期，并以此可确定年或月的单位统计分析与评价周期数。在单位统计分析与评价周期内降雨量序列为Q_i(i=1,2……n)，位移速率序列为V_i(i=1,2……n)，则两序列的均值降雨量（Q₀）及均值位移速率（V₀）为：Q0=1nΣi=1nQi]]>  （i=1,2，……，n）  公式1V0=1nΣi=1nVi]]>  （i=1,2，……，n）  公式2第五步：降雨量加卸载参数与加卸载量的确定计算单位统计分析与评价周期的降雨量序列Q_i与均值降雨量Q₀之加卸载差值序列，即ΔQ_i＝Q_i-Q₀  （i=1,2，……，n）  公式3若差值序列ΔQ_i＞0，则判定为对滑坡的加载Q₊；相反，差值序列ΔQ_i＜0，则判定为对滑坡的卸载Q_-；第六步：位移速率响应参数与位移响应量的确定计算单位统计分析与评价周期的滑坡位移速率序列V_i与均值位移速率（V₀）之加卸载响应差值序列，即ΔV_i＝V_i-V₀  （i=1,2，……，n）  公式4如响应差值序列ΔV_i＞0，则判定为滑坡的加载位移响应参数V₊；相反，如响应差值序列ΔV_i＜0，则判定为滑坡的卸载位移响应参数V_-；第七步：滑坡位移速率与降雨加卸载响应比参数与数值的确定在单位统计分析与评价周期内分别对ΔQ_i序列进行加卸载正负值统计并取其均值，可分别得到降雨的加卸载统计量均值和分别对滑坡位移速率响应差值序列进行加卸载响应正负值统计并取均值，可分别得到位移速率响应统计量均值和以加卸载统计量和加卸载响应统计量为依据，可确定边坡降雨与位移速率的加卸载响应比参数：LURR=X+X-=(ΔR+ΔP+)/(ΔR-ΔP-)=(σV+‾σQ+‾)/(σV-‾σQ-‾)]]>     公式5其中，和为加载降雨量均值和卸载降雨量均值；和分别为加载位移速率均值和卸载位移速率均值；根据计算所得加卸载响应比、时间序列绘制滑坡降雨与位移的加卸载响应比—时间曲线；第八步：滑坡失稳的临界启动降雨量判据的确定根据弹塑性力学基本原理，确定加卸载响应比时间序列临界启动降雨量判据：1）为分析和检测监测点的加卸载响应比在监测时间内是否出现突变或发生趋势性增大变化，先统计和确定某一监测点加卸载响应比的平均值和序列均方差：LURR‾=1kΣi=1kLURRi]]>     公式6σ=1k-1Σi=1k(LURRi-LURR‾)2]]>     公式72）将边坡稳定性演化过程划分为以下四个阶段：如则判定边坡处于稳定阶段；则判定边坡处于不稳定阶段，其中，如则评价边坡处于不稳定阶段初期；若则评价边坡处于整体滑移阶段；因此，可以将滑坡加卸载响应比时间序列均值与一倍均方差之和作为滑坡临界启动降雨量的判据，即[LURR]=LURR‾+σ]]>     公式8其中[LURR]为滑坡失稳临界启动降雨量的判据，σ分别为加卸载响应比的平均值和序列均方差；第九步：滑坡失稳的临界启动降雨量的确定根据滑坡降雨与位移实时监测的加卸载响应比及其均方差异常判据，确定滑坡临界启动降雨量：1）如果滑坡降雨与位移实时监测的加卸载响应比小于或等于其序列均值与一倍均方差之和，则表明此时边坡降雨量为正常稳定降雨量，在该降雨作用下边坡处于稳定状态；2)如果滑坡降雨与位移实时监测的加卸载响应比大于其序列均值与一倍均方差之和，表明此时边坡降雨量超过正常稳定降雨量，边坡处于不稳定状态；则表明对应的降雨量则为边坡致滑失稳的临界启动降雨量。