›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (8): 2371-2378.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于集对分析的滑坡变形动态建模研究

刘 晓1,唐辉明1,刘 瑜2, 3   

  1. 1. 中国地质大学 工程学院,武汉 430074;2. 武汉大学 水电学院,武汉 430072;3. 湖北清江水电开发有限责任公司,宜昌 443002
  • 收稿日期:2008-04-22 出版日期:2009-08-10 发布日期:2011-03-14
  • 作者简介:刘晓,男,1977年生,博士研究生,主要从事工程地质模拟方面的研究。
  • 基金资助:

    中国地质调查局项目(No. 1212010640604)。

Landslide deformation dynamic modeling research based on set pair analysis

LIU Xiao1,TANG Hui-ming1,LIU Yu 2, 3   

  1. 1. Engineering Faculty, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; 2. School of Water Resources and Hydropower, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 3. Hubei Qingjiang Hydroelectric Development Co., Ltd., Yichang 443002, China
  • Received:2008-04-22 Online:2009-08-10 Published:2011-03-14

摘要:

滑坡是一个确定-不确定的动态系统,其变形表现出复杂的非线性演化特征。为了克服传统分析方法在处理系统不确定性方面的不足,将集对分析法(SPA)引入岩土变形监测分析领域,并结合层次分析法(AHP)提出了滑坡变形动态预测模型,给出了基于概率论的最优预测算法,提出并证明了集对论中最大同一度在等势条件下存在极限解,据此提出位移势的概念。在位移势的基础上,进行SPA二次建模,提出了基于SPA的滑坡变形与水库蓄水过程相关性动态分析模型。运用上述预测模型对新近发生的刘家沱滑坡进行变形监测定量分析,实践证明:最优预测值具有良好的短期预报精度;位移势能够表征系统当前状态下位移所能达到的最大潜力,可作为短期预测的上限值,其变化能够反映系统宏观层面上的演化特征,对滑坡演变加速预警具有指导意义;运用集对分析方法进行滑坡变形响应滞后效应的定量研究是一条可行的新思路,反演结果与实际情况吻合;该方法在岩土监测分析领域有良好的应用前景。

关键词: 滑坡, 预测, 集对分析, 层次分析, 滞后效应, 反演分析

Abstract:

The landslide is a certain-uncertain dynamic system. As a explicit behaviors of this complicated nonlinear dynamic system,the deformation of landslide is characterized with many uncertain factors. In order to reduce the limitation of traditional methods, the set pair analysis (SPA) theory was introduced to describe the landslide dynamic system. Based on SPA theory combined with analytic hierarchy process (AHP), a new displacement prediction model is suggested. The existence of limit value of maximum same degree for SPA theory in equal potential condition are also suggested and demonstrated. Based on this demonstration, the new SPA model and probability analysis, some new concepts, such as optimum displacement prediction and potential displacement, are suggested. Furthermore, the potential displacement is also used to set up the quadratic correlation SPA model to describe the dynamic correlation between landslide deformation and reservoir accumulation process. As a test, all these models are used to analyze the newly-happened Liujiatuo landslide in Qingjiang Shuibuya Reservoir. The results indicate following three main conclusions. First, the optimum displacement prediction is reliable and has high precision in short-term prediction ability. Second, the potential displacement is the maximal potential for landslide deformation, which can be regarded as an upper limit of displacement prediction in current status. Furthermore, the variation of it can describe the evolution track for landslide dynamic system in macro level. So, it has guiding significance in early warning for landslide deformation acceleration. Third, the dynamic correlation SPA model is the new way to quantitatively study the relationship between landslide response and reservoir accumulation process. It can be used for quantitative inverse the hysteresis effect on landslide deformation responded to the reservoir accumulation process. The lag time deduced by this back analysis model matches the observed information well. It was proved that these set of models are simple, efficient, and can be promoted in practical engineering.

Key words: landslide, prediction, set pair analysis, analytic hierarchy process, hysteresis effect, back analysis

中图分类号: 

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[1] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[2] 王忠凯, 徐光黎. 盾构掘进、离开施工阶段对地表变形的 影响范围及量化预测[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 285-294.
[3] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[4] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[5] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[6] 黄晓虎, 雷德鑫, 夏俊宝, 易武, 张鹏, . 降雨诱发滑坡阶跃型变形的预测分析及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3585-3592.
[7] 陈卫忠, 田 云, 王学海, 田洪铭, 曹怀轩, 谢华东, . 基于修正[BQ]值的软岩隧道挤压变形预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3125-3134.
[8] 邓茂林, 易庆林, 韩蓓, 周剑, 李卓骏, 张富灵, . 长江三峡库区木鱼包滑坡地表变形规律分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3145-3152.
[9] 程爱平, 张玉山, 戴顺意, 董福松, 曾文旭, 李丹峰, . 单轴压缩胶结充填体声发射参数 时空演化规律及破裂预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2965-2974.
[10] 余国, 谢谟文, 胡庆忠, 靳玉鹏, . 基于GIS的库岸滑坡滑速计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2781-2788.
[11] 赵久彬, 刘元雪, 刘娜, 胡明, . 海量监测数据下分布式BP神经网络区域 滑坡空间预测方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2866-2872.
[12] 王翔南, 李全明, 于玉贞, 喻葭临, 吕禾, . 基于扩展有限元法对土体滑坡破坏过程的模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2435-2442.
[13] 王 岗, 潘一山, 肖晓春, . 单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1823-1831.
[14] 杨宗佶, 蔡 焕, 雷小芹, 王礼勇, 丁朋朋, 乔建平, . 非饱和地震滑坡堆积体降雨破坏水-力 耦合行为试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1869-1880.
[15] 张 勋, 黄茂松, 胡志平, . 砂土中单桩水平循环累积变形特性模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 933-941.
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[1] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[2] 闻世强,陈育民,丁选明,左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[3] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[4] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[5] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[6] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[7] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[8] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
[9] 李术才 ,赵 岩 ,徐帮树 ,李利平 ,刘 钦 ,王育奎 . 海底隧道涌水量数值计算的渗透系数确定方法[J]. , 2012, 33(5): 1497 -1504 .
[10] 王洪新 ,孙玉永 . 考虑基坑开挖宽度的杆系有限元算法及试验研究[J]. , 2012, 33(9): 2781 -2787 .