本文關鍵詞：庫水作用下西爾瓜子滑坡響應規(guī)律及混沌特性探討

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【摘要】：隨著中國西南地區(qū)水電事業(yè)取得突飛猛進的發(fā)展,庫區(qū)大型堆積體滑坡穩(wěn)定性問題日益突出,水庫蓄水及水位周期性升降是古滑坡復活致災的主要誘因。因此,庫區(qū)內(nèi)古滑坡堆積體在庫水作用下的復活機制、響應規(guī)律及監(jiān)測信息挖掘等問題也越來越受到學者們的關注。西爾瓜子滑坡位于黑水河右岸毛爾蓋庫區(qū)內(nèi),距毛爾蓋大壩3Km,滑坡體總方量達1341×104方,主要威脅對象為其下部的貝爾隧道和滑坡下游側(cè)平臺上的新麻窩集鎮(zhèn)。汶川地震后,隨著庫區(qū)開始初期蓄水,古滑坡前緣在該階段發(fā)生明顯的滑塌變形。因此,研究西爾瓜子滑坡在庫水作用下的響應規(guī)律,挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)包含的滑坡演化信息,對保障水庫正常運營及防災減災具有重要意義。論文在調(diào)查西爾瓜子滑坡堆積體的基礎上,對滑坡的工程地質(zhì)條件和形成及復活機制進行了分析。在充分掌握西爾瓜子滑坡的地質(zhì)模型后,以滑坡3條監(jiān)測斷面上13個監(jiān)測點的位移時間序列為線索,采用統(tǒng)計、作圖及雙變量相關分析等方法對庫水作用下滑坡各方向上的變形響應規(guī)律進行分析;引入模糊模式識別方法,通過模糊模式識別模型對滑坡在庫水作用下的敏感程度進行分區(qū);對滑坡垂向位移時間序列進行相空間重構(gòu),并對滑坡的混沌特性進行多元判別;最后基于突破理論,綜合滑坡變形響應規(guī)律、敏感程度分區(qū)和混沌特性研究成果,對西爾瓜子滑坡提出監(jiān)測優(yōu)化建議。通過本文的研究,主要得到以下主要結(jié)論:(1)從西爾瓜子滑坡堆積體的工程地質(zhì)特性入手,通過對古滑坡的形態(tài)特征、地表變形破壞特征以及物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)特征進行分析,得出古滑坡形成的主要影響因素包括河流快速下切、陡傾坡外的巖層構(gòu)造以及軟硬巖相間的地層巖性;決定古滑坡復活的主要影響因素是庫水位的驟升和地震作用的“震松效應”。(2)依據(jù)滑坡區(qū)內(nèi)地表位移監(jiān)測點的監(jiān)測分析成果,總結(jié)歸納了滑坡在各方向上的變形響應規(guī)律。利用雙變量相關的方法,得出滑坡B區(qū)內(nèi)除了鄰近A區(qū)的監(jiān)測點X04之外,其他監(jiān)測點的變形與庫水位上升不存在顯著的相關性,且?guī)焖幌陆禇l件下同樣具有此規(guī)律;滑坡A區(qū)內(nèi)的變形與庫水位上升和下降過程存在非常顯著的相關性;庫水位上升過程中,滑坡A區(qū)內(nèi)下游側(cè)的變形影響要大于上游側(cè),而在庫水位下降過程中,對滑坡A區(qū)上游側(cè)和下游側(cè)的變形影響則相差不大。(3)采用模糊集方法對西爾瓜子滑坡位移場隨庫水位變化的敏感程度進行分區(qū),結(jié)果表明滑坡前緣A區(qū)垂直位移在庫水升降作用過程中表現(xiàn)得敏感程度為敏感(A1區(qū)、A3區(qū))至極敏感(A2區(qū)),隨著坡體高程的增加,位于滑坡區(qū)高高程部位B區(qū)除了下游側(cè)靠近A區(qū)的部位表現(xiàn)為敏感,其他部位對庫水升降過程則表現(xiàn)得一般至不敏感,存在明顯的階梯式分布規(guī)律。(4)在對西爾瓜子滑坡垂向位移時間序列進行相空間重構(gòu)后,通過滑坡系統(tǒng)關聯(lián)維D2和最大Lyapunov指數(shù)的計算,采用多元判據(jù)綜合判斷其混沌特性。結(jié)果顯示滑坡區(qū)內(nèi)不同敏感區(qū)內(nèi)的4個點都具有非整數(shù)關聯(lián)維D2,且最大Lyapunov指數(shù)λmax都大于零,表明西爾瓜子滑坡已進入混沌狀態(tài)。從不同敏感點的關聯(lián)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)可以看出,隨著滑坡變形的發(fā)展(敏感程度增大),D2和λmax都有所上升,即混沌程度越來越明顯,這種規(guī)律和滑坡滑塌變形有關。(5)按照突破理論的觀點,依據(jù)敏感等級越高、混沌程度越大的區(qū)域其所包含的系統(tǒng)發(fā)展過程中輸出的信息量也越大的思想,對西爾瓜子滑坡提出監(jiān)測優(yōu)化建議。并通過對西爾瓜子滑坡的監(jiān)測優(yōu)化問題的思考,提出庫水作用下基于監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋的滑坡監(jiān)測優(yōu)化思路。
【關鍵詞】：庫岸滑坡 響應規(guī)律 敏感程度分區(qū) 混沌特性 監(jiān)測優(yōu)化
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 前言10-19
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 庫水作用誘發(fā)滑坡研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 滑坡監(jiān)測信息挖掘研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 邊坡非線性理論研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內(nèi)容及技術路線17-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 技術路線18-19
• 第2章 西爾瓜子滑坡工程地質(zhì)條件19-38
• 2.1 研究區(qū)工程地質(zhì)條件19-27
• 2.1.1 氣象水文19-21
• 2.1.2 地形地貌21-22
• 2.1.3 地層巖性22-24
• 2.1.4 地質(zhì)構(gòu)造24-26
• 2.1.5 水文地質(zhì)條件26-27
• 2.2 滑坡工程地質(zhì)特性27-35
• 2.2.1 滑坡形態(tài)特征27-29
• 2.2.2 地表變形破壞特征29-33
• 2.2.3 滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征33-35
• 2.3 滑坡形成及復活機制分析35-38
• 2.3.1 古滑坡形成機制分析35-36
• 2.3.2 古滑坡復活機制分析36-38
• 第3章 庫水作用下滑坡變形響應分析38-58
• 3.1 監(jiān)測期庫水位特征38-39
• 3.2 滑坡變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)統(tǒng)計39-50
• 3.2.1 滑坡監(jiān)測布置39-41
• 3.2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)及成果分析41-50
• 3.3 滑坡變形特征分析50-58
• 3.3.1 滑坡水平位移矢量分析50-51
• 3.3.2 滑坡變形與水位上升的響應規(guī)律51-54
• 3.3.3 滑坡變形與水位下降的響應規(guī)律54-58
• 第4章 滑坡敏感性模糊模式識別58-70
• 4.1 敏感參數(shù)分析及特征提取58-59
• 4.2 模糊模式識別集方法59-63
• 4.2.1 模式識別法原理59-62
• 4.2.2 確定模糊集隸屬函數(shù)62-63
• 4.3 位移變化敏感性程度數(shù)值分區(qū)63-70
• 4.3.1 監(jiān)測點功能分區(qū)63-65
• 4.3.2 等級標準Ai影響因素確定65
• 4.3.3 隸屬度函數(shù)建立65-67
• 4.3.4 滑坡敏感性分區(qū)67-70
• 第5章 滑坡系統(tǒng)的混沌特性探討70-83
• 5.1 滑坡混沌時間序列選取70
• 5.2 滑坡混沌時間序列相空間重構(gòu)70-74
• 5.2.1 確定嵌入維數(shù)72-73
• 5.2.2 確定延遲量73-74
• 5.3 滑坡系統(tǒng)的混沌特征及多元判據(jù)74-79
• 5.3.1 滑坡系統(tǒng)的關聯(lián)維數(shù)75-77
• 5.3.2 滑坡系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)77-79
• 5.4 西爾瓜子滑坡混沌特性判斷79-83
• 第6章 監(jiān)測系統(tǒng)的響應及混沌反饋83-87
• 6.1 滑坡監(jiān)測關鍵問題83-84
• 6.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋84-86
• 6.3 滑坡監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化86-87
• 結(jié)論87-89
• 致謝89-90
• 參考文獻90-94
• 攻讀學位期間取得學術成果94

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本文編號：653778