边坡的变形预测与预警研究一直以来都是岩土工程领域的重要课题。边坡的准确预测和及时预警不仅有利于边坡的整体安全,也有利于周边生命财产的安全。本文从预测与预警两个角度着手,结合数学理论与数值模拟手段,进行边坡的变形预测模型和分级预警阈值的确定的研究工作,主要研究内容与成果如下：1.基于时序分析法,以边坡变形监测数据为位移时间序列,分解趋势项位移与季节项位移,引入GM灰色模型与ARMA模型,提出并建立了边坡预测的位移分离模型。利用所建模型对大水田边坡数据作位移预测分析,并与常规模型进行预测精度的对比,结果表明位移分离模型具有更好的预测效果。2.基于工程类比法,选取了影响滑坡相似程度的9个因子(边坡角、断层节理发育程度、滑动破坏模式、滑动面深度、岩体结构、岩体基本质量、降雨量、地下水及开挖爆破)。对各因子进行了分级量化,并利用层次分析法确定其影响权重。由此提出确定边坡相似程度的计算方法。3.收集了24个典型滑坡及其相关资料,主要涉及边坡的地质构造条件、水文气候条件及破坏前的位移变化情况等。根据滑坡三阶段规律,确定把边坡进入中加速阶段、初加速阶段及安全储备系数为1.25的等速变形后期时的三个变形速率作为滑坡位移速率预警阈值。4.对布沼坝露天矿西帮边坡运用基于工程类比法的预警阈值方法进行分析,找到与其最相似的已滑边坡——抚顺西露天矿西帮人卷车滑坡,给出了边坡三个级别的位移速率预警值2.62mm/d、3.27mm/d及12.13mm/d。利用Midas/GTS软件模拟西帮边坡的分步开挖,计算得到坡体进入初加速阶段与中加速阶段时的累计位移分别为130mm与400mmm,与基于工程类比法的位移速率预警值对应的累计位移值150mm与470mm基本吻合,说明该位移速率预警阈值的确定方法具有一定现实意义。
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