丁家坟滑坡失稳机制及变形预测研究

论文摘要

作者结合交通部西部科技项目,基于云南省双柏县丁家坟滑坡区,研究了降雨条件下边坡裂缝的演化机制、边坡裂缝的发展如何影响边坡的稳定性及滑坡变形预测预报的灰色GM(1,1)和BP神经网络模型,主要有以下几方面的工作：(1)深入调查了滑坡区域裂缝的走向,结合滑坡区的地形地貌,研究了滑坡区域内裂缝的变形演化机制。研究结果表明,降雨是导致滑坡裂缝发展的一种原因,而且裂缝的发展对边坡的稳定极为不利,易导致边坡在降雨条件下失去稳定而演变成滑坡。(2)阐述了滑坡监测的基本问题,特别是对地表监测点的布置及地下变形监测做了详细的论述,对滑坡的研究工作具有一定指导意义。(3)借助MATLAB软件的巨大计算功能,对灰色GM(1,1)进行改进,主要涉及到模型本身的背景值和边值条件,制定了优选模型的计算原则,最后对模拟预测进行2种方法的修正,形成了文中所谈到了灰色GM(1,1)模型的2种预测预报方法。(4)深入研究BP神经网络的结构及其缺陷和改进算法,研究了MATLAB工具箱中BP算法的相关程序,设计了边坡变形预测预报的2种主要网络模型。(5)把丁家坟滑坡2010年1～7月监测的变形数据应用到所研究的模型中去,计算结果显示研究的模型很好地反映了边坡变形的研究趋势。(6)采用八字门滑坡的变形数据对文中研究模型进行模拟预测,其预测值与监测值误差很小,进一步说明了研究模型的适用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状及存在问题
• 1.2.1 裂缝的研究现状
• 1.2.2 滑坡预测预报研究现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究主要内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 丁家坟滑坡工程地质条件与其基本特征
• 2.1 丁家坟滑坡工程地质条件
• 2.1.1 地理位置及交通概况
• 2.1.2 气象、水文
• 2.1.3 地形地貌
• 2.1.4 地层岩性
• 2.1.5 地质构造
• 2.1.6 水文地质条件
• 2.2 滑坡评述
• 2.2.1 滑坡规模
• 2.2.2 滑坡体变形破坏现象
• 2.2.3 滑坡体物质特性及滑面特征
• 2.3 小结
• 第三章 裂缝的演化机制及其对边坡稳定性影响
• 3.1 引言
• 3.2 雨水作用下裂缝的演化机制
• 3.3 裂缝的发展对边坡稳定性的影响
• 3.4 丁家坟滑坡裂缝演化发展
• 3.5 丁家坟滑坡稳定性分析
• 3.6 小结
• 第四章 滑坡监测方法研究
• 4.1 滑坡监测的目的与意义
• 4.2 监测的基本原则
• 4.3 监测的方法
• 4.4 滑坡监测常用仪器
• 4.4.1 地表变形监测仪器
• 4.4.2 地下变形监测仪器
• 4.5 丁家坟滑坡地下变形监测
• 4.6 小结
• 第五章 滑坡变形预测预报模型研究
• 5.1 灰色GM（1,1）模型
• 5.1.1 引言
• 5.1.2 灰色GM（1,1）模型的基本理论
• 5.1.3 模型的精度检验
• 5.1.4 改进的灰色GM（1,1）模型
• 5.1.5 残差模型的建立
• 5.2 BP神经网络
• 5.2.1 人工神经网络
• 5.2.2 BP神经网络
• 5.2.3 基于MATLAB工具箱的BP网络应用
• 5.3 小结
• 第六章 变形预测预报模型在丁家坟滑坡中的应用
• 6.1 丁家坟滑坡变形预测预报
• 6.1.1 灰色GM（1,1）模型
• 6.1.2 BP神经网络模型
• 6.2 其它滑坡变形预测模型检验
• 6.3 小结
• 第七章 总结与结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A:攻读硕士学位期间发表论文