一种基于孔隙水压力的滑坡体失稳等级判定方法与流程

本发明涉及一种基于孔隙水压力的滑坡体失稳等级判定方法，属于地质灾害防治。

背景技术：

1、滑坡作为一种常见的地质灾害，对水库及其周边区域的安全运行构成重大威胁。水库蓄水与泄水过程会显著影响库岸滑坡体的孔隙水压力分布及整体稳定性，尤其在山区高坝或陡坡水库区域更为明显。传统滑坡监测方法主要依赖现场孔压计、倾斜仪及地表位移观测，通过经验阈值判断滑坡体是否存在异常活动。然而，这类方法存在显著局限：一是难以量化滑坡体整体风险，单点监测容易忽略内部结构差异；二是缺乏统一标准指标，不同事件间响应难以直接比较，历史数据难以转化为实时判断依据；三是滑坡响应具有滞后效应和非线性特征，尤其在水位快速变化阶段，单点观测或平均值难以反映关键风险区域的真实变化。

2、近年来，国内外研究开始关注基于孔隙水压力变化和水动力作用的滑坡分析方法，通过数值模拟或物理试验研究滑坡响应规律。但在实际工程中仍面临诸多挑战：历史数据利用率低、实时预警难以量化，以及滑坡体内部不同区域响应特征差异明显。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于孔隙水压力的滑坡体失稳等级判定方法，能够解决现有滑坡分析中历史数据利用率低、实时预警难以量化，以及滑坡体内部不同区域响应特征差异明显的问题。

2、本发明提供了一种基于孔隙水压力的滑坡体失稳等级判定方法，所述方法包括：

3、s1、将水库的滑坡体划分为第一研究区和第二研究区，并根据所述第一研究区和所述第二研究区的历史孔隙水压力响应数据以及所述水库的历史库水位变化数据构建历史波动响应数据；其中，所述第一研究区的安全系数小于所述第二研究区的安全系数；

4、s2、基于所述历史波动响应数据，确定所述滑坡体的历史标准参数表，并根据所述第一研究区和所述第二研究区的目标孔隙水压力响应数据以及所述水库的目标库水位变化数据构建目标波动响应数据；

5、s3、根据所述目标波动响应数据和所述历史标准参数表，确定所述滑坡体的目标标准参数集；

6、s4、基于所述目标波动响应数据和所述目标标准参数集，计算所述滑坡体的整体失配指标，并根据所述整体失配指标，确定所述滑坡体的失稳等级。

7、可选的，所述s2中的基于所述历史波动响应数据，确定所述滑坡体的历史标准参数表，具体包括：

8、根据所述历史波动响应数据中的历史库水位变化数据，将历史库水位变化事件划分为泄水事件和蓄水事件；

9、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据分别确定泄水事件响应参数表和蓄水事件响应参数表；

10、根据所述泄水事件响应参数表和所述蓄水事件响应参数表，确定所述滑坡体的历史标准参数表。

11、可选的，根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据分别确定泄水事件响应参数表和蓄水事件响应参数表，具体包括：

12、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据分别确定所述第一研究区对于所述泄水事件的第一响应参数表和所述第二研究区对于所述泄水事件的第二响应参数表，并根据所述第一响应参数表和所述第二响应参数表，确定泄水事件响应参数表；

13、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据分别确定所述第一研究区对于所述蓄水事件的第三响应参数表和所述第二研究区对于所述蓄水事件的第四响应参数表，并根据所述第三响应参数表和所述第四响应参数表，确定蓄水事件响应参数表。

14、可选的，根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据分别确定所述第一研究区对于所述泄水事件的第一响应参数表和所述第二研究区对于所述泄水事件的第二响应参数表，具体包括：

15、将所述泄水事件划分为多个泄水波动阶段；

16、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据计算所述第一研究区在每个所述泄水波动阶段的第一标准响应斜率，并汇总所有第一标准响应斜率得到所述第一研究区对于所述泄水事件的第一响应参数表；

17、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据计算所述第二研究区在每个所述泄水波动阶段的第二标准响应斜率，并汇总所有第二标准响应斜率得到所述第二研究区对于所述泄水事件的第二响应参数表。

18、可选的，根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据分别确定所述第一研究区对于所述蓄水事件的第三响应参数表和所述第二研究区对于所述蓄水事件的第四响应参数表，具体包括：

19、将所述蓄水事件划分为多个蓄水波动阶段；

20、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据计算所述第一研究区在每个所述蓄水波动阶段的第三标准响应斜率，并汇总所有第三标准响应斜率得到所述第一研究区对于所述蓄水事件的第三响应参数表；

21、根据所述历史波动响应数据中的历史孔隙水压力响应数据计算所述第二研究区在每个所述蓄水波动阶段的第四标准响应斜率，并汇总所有第四标准响应斜率得到所述第二研究区对于所述蓄水事件的第四响应参数表。

22、可选的，所述s3具体包括：

23、根据所述目标波动响应数据中的目标库水位变化数据，判断目标库水位变化事件的类型；

24、当所述目标库水位变化事件为泄水事件时，选取所述泄水事件响应参数表作为所述滑坡体的目标标准参数集；

25、当所述目标库水位变化事件为所述蓄水事件时，选取所述蓄水事件响应参数表作为所述滑坡体的目标标准参数集。

26、可选的，所述s4中的基于所述目标波动响应数据和所述目标标准参数集，计算所述滑坡体的整体失配指标，具体包括：

27、将目标库水位变化事件对应的目标时间剖分为多个时间步，并基于所述目标波动响应数据和所述目标标准参数集计算所述滑坡体在每个所述时间步对应的失配子指标；

28、对所有时间步对应的失配子指标进行时间平均，得到所述滑坡体的整体失配指标。

29、可选的，基于所述目标波动响应数据和所述目标标准参数集计算所述滑坡体在每个所述时间步对应的失配子指标，具体包括：

30、基于所述目标波动响应数据中的目标孔隙水压力响应数据，分别计算所述第一研究区在每个所述时间步对应的第一孔压变化斜率和所述第二研究区在每个所述时间步对应的第二孔压变化斜率；

31、计算所述第一孔压变化斜率与所述目标标准参数集中对应时间步的标准响应斜率的比值，得到第一斜率响应比值，并计算所述第二孔压变化斜率与所述目标标准参数集中对应时间步的标准响应斜率的比值，得到第二斜率响应比值；

32、将同一时间步对应的第一斜率响应比值和第二斜率响应比值进行空间加权，得到所述滑坡体在所述时间步对应的失配子指标。

33、可选的，所述s4中的根据所述整体失配指标，确定所述滑坡体的失稳等级，具体包括：

34、根据所述整体失配指标，并结合多个预设阈值，确定所述滑坡体的失配等级；

35、基于所述失配等级确定所述滑坡体的失稳等级。

36、可选的，在基于所述失配等级确定所述滑坡体的失稳等级之前，所述方法还包括：

37、统计所述滑坡体在所有时间步对应的失配子指标中的极值信息；

38、根据所述极值信息对所述失配等级进行辅助校核，得到校核后的失配等级。

39、本发明能产生的有益效果包括：

40、本发明提供的基于孔隙水压力的滑坡体失稳等级判定方法，通过构建历史标准参数表，将历史典型工况下库水位变化与孔压响应之间的对应关系作为基准，再将目标事件中的实时响应与历史标准响应进行对比，计算滑坡体的整体失配指标，从而将滑坡体对库水位变化的响应程度量化为可比较、可分级的数值结果。本发明的设计初衷在于利用滑坡体内部孔压响应与外部库水位波动之间的耦合关系，通过分析二者是否保持历史正常响应规律来识别异常状态，当二者匹配程度较高时表明滑坡体处于稳定状态，而当二者出现明显失配时则反映滑坡体内部水力响应机制发生异常，失稳风险增大。基于此，本发明实现了滑坡体失稳风险的准实时量化评估，既充分利用历史监测经验，又兼顾实时监测信息，能够更加准确地反映滑坡体整体稳定状态，提高滑坡灾害预警和水库安全运行管理的科学性与可靠性。