[发明专利]基于监测位移的岩土工程灾变动态实时智能预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及边坡、隧道、地基、地质灾害等各类岩土工程的灾变预测领域，具体地讲，是一种基于现场位移监测的各类岩土工程灾变动态的实时智能预警方法。

背景技术

目前，我国是土木工程活动最为频繁的国家，土木工程活动的共同特点是都离不开岩土地质环境，从而在各类土木工程活动中广泛遭遇岩土工程灾变问题，对于岩土地质环境，国家已经投入大量的资金进行岩土工程稳定性评价、岩土工程监测、岩土工程灾变预测与岩土工程治理。

岩土地质环境灾变预测问题的难点在于：1）地质环境条件以地下隐蔽性为主，不可能完全揭露地下的地质状况；2）不同场地地质环境条件多变而不可复制，每个场地均有其独特的具体地质条件；3）引起岩土地质环境灾变的因素，除复杂多变的自身地质环境条件外，还存在非常多而复杂的诱发因素，人们难以把握等。此外，岩土工程问题类型繁多，如隧道围岩、基坑边坡、路堑路堤边坡、各类地基沉降、滑坡等地质灾害等等，不同类型的岩土工程问题，导致岩土灾变的机理不同；即使是同一类岩土灾变问题，如滑坡地质灾害问题，不同滑坡，其不同地质条件、不同诱发因素等导致不同的成灾机理等，导致滑坡灾变预测问题十分复杂。

基于以上实际，对于岩土工程灾变预测问题，目前，理论研究与工程技术领域均提出的各类模型与方法，是针对具体问题进行单独研究，尚缺乏一种简单、可靠的、具有普适意义上的、进行岩土工程灾变预测的科学方法。

虽然岩土工程问题的类型不同、地质环境条件不同、灾变诱发因素各异，各种不同条件导致不同灾变机理，但在灾变过程中，理论与工程界普遍认同，所有不同的灾变机理与灾变演化趋势均共同地、宏观反映在岩土体的位移突变上。所以，各类岩土工程，如边坡、隧道、地基、地质灾害等，在工程实践中一般均需进行位移的现场监测，并通过拟合位移—时间关系来评价岩土体的稳定状况，以位移突变来进行灾变的判断，但这一位移监测技术并不能进行岩土灾变的预测预警。

现有技术的主要问题在于：不同具体岩土工程问题单独研究，理论上多是灾变后的验证性研究，而现场监测并不能实现灾变预警，从而投入人力物力财力大、以及进行操作复杂的重复研究，并且难以实现可靠的灾变预警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于现场位移监测的各类岩土工程灾变动态的实时智能预警方法，普遍适用于各类岩土工程灾变动态智能预测预警，准确性好、可靠性高、且操作简单。

为了达到以上目的，本发明所述的一种基于现场位移监测的各类岩土工程灾变动态的实时智能预警方法，其关键在于按下列步骤进行：

步骤一、通过各种岩土工程现场位移监测，经筛选获取对象的可靠的位移实时监测数据；经筛选采集的数据主要是指某等间隔相应时刻所对应的位移值（X—t）：

（X₀,t₀）

（X₁,t₁）

（X₂,t₂）

……

（X_n,t_n）

其中：（X₀,t₀）为初始时刻对应的初始位移，且:

t₁-t₀=t₂-t₁=…t_n-t_n-1=                                                

步骤二、由位移—时间数据对（X—t）换算时段对应的位移增长量（—）：

并将其进一步处理为位移速率—时段数据对：

步骤三、在以上基础上，假设从t_n-1至t_n时间段对应的位移速率为时刻t_n的速率，从而构建位移速率—时间数据对（—t_n）：

（，t₁）

（，t₂）

……

（，t_n）

从而形成位移速率—时间样本数据库；

步骤四、利用MATLAB的神经网络工具箱，选择ANFIS，生成位移速率—时间的ANFIS模型；