›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (8): 2366-2372.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

工程先验知识辨识下的滑坡非平稳变形支持向量机预测

董 辉1,陈家博1,杨果岳1,傅鹤林2,侯俊敏1   

  1. 1. 湘潭大学 土木工程与力学学院,湖南 湘潭 411105;2. 中南大学 土木建筑学院,长沙 410075
  • 收稿日期:2011-03-09 出版日期:2012-08-10 发布日期:2012-08-13
  • 作者简介:董辉,男,1976年生,博士,副教授,主要从事岩土工程、防灾减灾工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51108397);湖南省科技厅计划项目(No. 2009SK3146);湖南省教育厅计划项目(No. 10C1285)

SVM prediction of nonstationary deformation of landslide based on identification with prior knowledge

DONG Hui1,CHEN Jia-bo1,YANG Guo-yue1,FU He-lin2,HOU Jun-min1   

  1. 1. College of Civil Engineering and Mechanics, Xiangtan University, Xiangtan, Hunan 411105, China; 2. School of Civil Engineering and Architecture, Central South University, Changsha 410075, China
  • Received:2011-03-09 Online:2012-08-10 Published:2012-08-13

摘要: 针对缺乏非平稳变形(阶段性、反复性及突变性)特征数据导致的滑坡预测与评估不完全符合工程实际的情况,通过分析变形时序的物理意义与类型,在定义了非平稳变形趋势变化外延模式的基础上,提出了综合考虑滑坡当前变形阶段、观测变形数据特征以及待预测时段外界诱发因素的时序外延模式辨识方法,并进一步在工程先验知识指导下建立了支持向量机(SVM)预测模型。通过2个工程实例对方法进行应用验证。结果表明,工程先验知识能够有效补充非平稳变形的观测数据信息,对预测建模具有指导性作用;融入外延模式的SVM模型与一般性SVM的外推预测,其平均相对误差可降低2~3倍,预测的可靠性与准确性得到了显著增强。

关键词: 滑坡, 先验知识, 非平稳变形, SVM预测, 外延模式

Abstract: Defining extensive patterns of nonstationary deformation by analyzing the physical significance and types of monitor time series, aiming at the lower reliability of landslide early-warning due to the key information data, reflected in stages, repeatability and mutability of landslide process, are limited or uncompleted observed. A method, added or imposed extensive pattern is identified according to current status of landslide, such as deformation stage analyzed use factors superposition technique and the types of time series, and the potential causative factors of prediction time into model of support vector machine (SVM) algorithm is presented. The efficiencies of new idea are tested by predicting two groups of displacement time series. All experimental results show that the project prior knowledge can be availably used to increase data message of nonstationary deformation and guide forecast modeling. In contrast to common SVM, the model based on extensive pattern is more reliable and accurate. Particularly, the average relative error is markedly cut down about 2 to 3 times.

Key words: landslide, prior knowledge, instability deformation, support vector machine prediction, extensive pattern

中图分类号: 

  • TU 416.1
[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] 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.
[3] 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.
[4] 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.
[5] 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.
[6] 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.
[7] 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.
[8] 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.
[9] 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.
[10] 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.
[11] 裴向军, 朱 凌, 崔圣华, 张晓超, 梁玉飞, 高会会, 张子东. 大光包滑坡层间错动带液化特性及 滑坡启动成因探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1085-1096.
[12] 郑光, 许强, 彭双麒. 岩质滑坡−碎屑流的运动距离计算公式研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4897-4906.
[13] 张龙飞, 吴益平, 苗发盛, 李麟玮, 康田. 推移式缓倾浅层滑坡渐进破坏力学模型 与稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4767-4776.
[14] 江强强, 焦玉勇, 宋亮, 王浩, 谢壁婷, . 降雨和库水位联合作用下库岸滑坡模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4361-4370.
[15] 刘勇, 胡宝丹, 陈喆. 滑坡监测点多信息相似性度量方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4001-4010.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 魏 丽,柴寿喜,蔡宏洲,王晓燕,李 敏,石 茜. 麦秸秆加筋材料抗拉性能的实验研究[J]. , 2010, 31(1): 128 -132 .
[2] 赵延林,王卫军,曹 平,王 军,赵阳升. 不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现[J]. , 2010, 31(2): 638 -644 .
[3] 汪 洋,唐雄俊,谭显坤,王元汉. 云岭隧道底鼓机理分析[J]. , 2010, 31(8): 2530 -2534 .
[4] 刘争宏,廖燕宏,张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[5] 雷金波,陈从新. 基于双曲线模型的带帽刚性桩复合地基荷载传递机制研究[J]. , 2010, 31(11): 3385 -3391 .
[6] 胡 琦,凌道盛,陈云敏. 基于Melan解的水平基床系数分析方法及工程运用[J]. , 2009, 30(1): 33 -39 .
[7] 张雪婵 ,龚晓南 ,尹序源 ,赵玉勃. 杭州庆春路过江隧道江南工作井监测分析[J]. , 2011, 32(S1): 488 -0494 .
[8] 唐世斌,唐春安,李连崇,张永彬. 湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[J]. , 2011, 32(S1): 697 -0703 .
[9] 席人双,陈从新,肖国锋,黄平路. 结构面对程潮铁矿东区地表及岩体移动变形的影响研究[J]. , 2011, 32(S2): 532 -538 .
[10] 黄 阜,杨小礼,赵炼恒,黄 戡. 基于Hoek-Brown破坏准则的浅埋条形锚板抗拔力上限分析[J]. , 2012, 33(1): 179 -184 .