崩塌滑坡整體變形監測分析與預報模式的研究

《崩塌滑坡整體變形監測分析與預報模式的研究》是依託武漢大學，由徐進軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：崩塌滑坡整體變形監測分析與預報模式的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐進軍
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

單點式地表地下變形監測技術的監測點數量有限，易遺漏變形體其它關鍵部位、監測點易被破壞，導致了變形監測信息的時間不連續和空間不完整，直接限制了變形監測資料與其它地質、力學、環境信息的融合，阻礙了對變形與內外部因素之間關係的全面分析以及變形發展的準確預報。針對這些問題，提出採用面式地表監測技術及其與其它監測資料相結合的分析預報模式-整體變形監測分析與預報模式。課題以長江三峽鏈子崖上段為主要監測對象，以地面三維雷射掃描技術、數字近景攝影測量技術和地面微波干涉測量技術等面式數據採集及其處理結果為重要基礎，研究崩塌滑坡整體變形監測、分析預報和可視表達的理論與方法，即：研究崩塌滑坡的面式測量技術及其融合方法；研究整體地表監測數據與地質、力學、環境數據相結合的變形機理分析與預報模型方法以及研究滑坡體變形的三維動態可視化表達方法。研究成果可為滑坡監測預報理論提供有意義的新思路和新方法，同時服務於防災減災。

結題摘要

崩塌滑坡是嚴重影響人民生命財產和經濟建設的重大自然災害，對其進行有效的監測和科學預報意義重大。特別是將現有的“點式”監測預報模式變成點、面結合的整體監測預報模式更有利於準確掌握變形狀態和規律。為此，項目重點就以地面三維雷射掃描技術（TLS）和地面雷達干涉測量技術（GB-SAR）等新型面式監測模式特點與套用開展了相關的研究，取得的主要成果如下： 1、 提出了新的GB-SAR的氣象改正方法，有效提高了GB-SAR的實際測量精度 通過理論研究和在鏈子崖危岩體、雲南高邊坡、隔河岩大壩等多個崩塌滑坡體上試驗，建立了基於環境因素的微波氣象改正模型，提出了一種利用永久散射氣象改正網的全場景氣象改正方法。結果表明，這些方法可有效削弱氣象影響，提高測量精度，能準確探測出高危邊坡中的不穩定區域。 2、 提出了TLS基於點雲間最短距離 “平均中位值”獲取整體變形量的方法 研究了點雲在變形監測中的特點，提出了採用區域分割和格網劃分的方法獲取同名變形監測點。通過坐標變換、最短距離中位值取平均方法，有效消除系統誤差，減弱偶然誤差。在南水北調坡渠和大型橋樑監測中驗證了其有效性。 3、 提出了TLS振動測量的方法和GB-SAR振動測量誤差改進 根據TLS的高精度、高速度和高密度的特點，提出採用TLS對結構物進行高頻振動測量的數據處理方法，實現了對線狀結構體整體測量。提出了梯度加權代數擬合近似方法確定初值和最小二乘疊代精確值來去除GB-SAR測量值中的靜雜波的流程。 4、 提出了多尺度變形監測融合模式 由於點式測量與面式測量在數據獲取、數據處理、測量模式、測量範圍和測量精度的不同，提出了多尺度進行聯合變形監測優勢互補的思路。形成了基於全站儀、TLS和GB-SAR聯合測量大型橋樑和滑坡體變形的策略、數據處理流程。 5、 首次建立了鏈子崖三維地質可視化 利用鏈子崖已有的數位化地形圖、地質圖，結合TLS掃描數據和數碼像片數據，基於GIS技術和計算機技術，建立了鏈子崖可視化的三維地質模型，實現了裂縫、地層、平洞等的可視化以及任意方位的剖面切割和幾何量測。 6、 研究了基於監測序列的變形特徵提取與極限學習機預報模型 利用長期變形監測數據，研究了不同信號、噪聲模型及其分離方法並提取其變形特徵。三峽滑坡的長期監測數據採用極限學習機神經網路建立預報模型，效果良好。