【摘要】滑坡地質(zhì)災(zāi)害給礦山工程建設(shè)和生產(chǎn)造成的損失是巨大的，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)滑坡的發(fā)生可最大限度減少災(zāi)害造成的損失。本文對(duì)比了基于對(duì)數(shù)、乘冪及多項(xiàng)式曲線(xiàn)擬合的滑坡預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)模型，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了分析。對(duì)數(shù)模型y = 10.234Ln（x） – 11.418在前期與測(cè)得數(shù)據(jù)的擬合程度較差，但長(zhǎng)期預(yù)測(cè)值與實(shí)際最相符。

【關(guān)鍵詞】邊坡；變形預(yù)測(cè)；模型

1 引言

滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生常常會(huì)給礦山工程建設(shè)和生產(chǎn)帶來(lái)很大影響，甚至造成生命財(cái)產(chǎn)的損失。如果能比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)滑坡的發(fā)生， 就可以最大限度地減小災(zāi)害損失。一般大滑坡的發(fā)生都有明顯前兆現(xiàn)象，邊坡變形就是最突出、最直接、最容易捕捉到的滑坡特征[1]。所以邊坡變形監(jiān)測(cè)是進(jìn)行滑坡預(yù)報(bào)的可靠辦法之一。

2 邊坡變形觀測(cè)

邊坡變形觀測(cè)的意義在于提供邊坡的穩(wěn)定狀況，位移和變形的規(guī)律等，為滑坡預(yù)報(bào)提供依據(jù)。邊坡變形觀測(cè)的目的是確定滑體的周界， 定期測(cè)量滑動(dòng)量、主滑動(dòng)線(xiàn)的方向和速度，以監(jiān)視建筑物的安全，或?yàn)檫x廠址等提供資料。邊坡變形觀測(cè)的方法有很多種， 一般情況下最為有效的方法是前方交會(huì)和極坐標(biāo)法。近年來(lái)由于全站儀和GPS 的出現(xiàn)，用全站儀直接測(cè)量變形點(diǎn)的三維坐標(biāo)的方法和GPS 直接進(jìn)行滑坡監(jiān)測(cè)的方法應(yīng)用越來(lái)越多。此外，滑坡的觀測(cè)還可輔以宏觀測(cè)量的方法。

3 變形預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法和模型研究

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的提高，各種理論和方法為變形分析和變形預(yù)報(bào)提供了廣泛的研究途徑。由于變形體變形機(jī)理的復(fù)雜性和多樣性，對(duì)變形分析與建模理論和方法的研究，需要結(jié)合地質(zhì)、力學(xué)、水文等相關(guān)學(xué)科的信息和方法，引入數(shù)學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、系統(tǒng)科學(xué)以及非線(xiàn)性科學(xué)的理論，采用數(shù)學(xué)模型來(lái)遏近、模擬和揭示變形體的變形規(guī)律和動(dòng)態(tài)特征，為工程設(shè)計(jì)和災(zāi)害防治提供科學(xué)的依據(jù)[2-5]。本文對(duì)基于曲線(xiàn)擬合的變形分析與建模的理論與方法進(jìn)行對(duì)比研究。

曲線(xiàn)擬合是趨勢(shì)分析法中的一種，又稱(chēng)曲線(xiàn)回歸、趨勢(shì)外推或趨勢(shì)曲線(xiàn)分析。它是迄今為止研究最多，也最為流行的定量預(yù)測(cè)方法。

4.工程實(shí)例分析

表1為一組邊坡變形位移隨時(shí)間的變化情況表。對(duì)所給監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)單分析，建立邊坡位移時(shí)程曲線(xiàn)。在圖上，位移以散點(diǎn)形式分部在坐標(biāo)軸上，選擇不同的曲線(xiàn)趨勢(shì)模型來(lái)進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，并進(jìn)行對(duì)比，提出最優(yōu)的擬合曲線(xiàn)，以次進(jìn)行變形預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào)。

從表1中可以看出，位移速率隨著天數(shù)的增加而逐漸降低，位移逐漸趨于穩(wěn)定。

將表中前13行數(shù)據(jù)利用不同種類(lèi)的趨勢(shì)線(xiàn)進(jìn)行擬合，可以得出不同的擬合曲線(xiàn)函數(shù)，然后用來(lái)進(jìn)行后2行數(shù)據(jù)的預(yù)報(bào)，并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，分析誤差。

通過(guò)對(duì)數(shù)曲線(xiàn)擬合，預(yù)測(cè)位移將沿著y = 10.234Ln（x） – 11.418的趨勢(shì)發(fā)展，R2=0.7002。

通過(guò)乘冪曲線(xiàn)擬合，預(yù)測(cè)位移將沿著y = 2.8081x0.5066的趨勢(shì)發(fā)展，R2 = 0.8965。

通過(guò)多項(xiàng)式曲線(xiàn)擬合，預(yù)測(cè)位移將沿著y = -0.0004x2 + 0.294x + 1.7783的趨勢(shì)發(fā)展，R2 = 0.9798。

根據(jù)擬合曲線(xiàn)函數(shù)進(jìn)行變形預(yù)測(cè)，并與表1中后兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，結(jié)果如表2所示。

分別用三種擬合函數(shù)對(duì)未來(lái)的邊坡變形進(jìn)行預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，結(jié)果如圖4所示。

在前期的（已測(cè)）位移數(shù)據(jù)中，多項(xiàng)式的擬合程度最好，因?yàn)樗姆讲钭畲?，但是?duì)于長(zhǎng)期而言，多項(xiàng)式明顯在峰值過(guò)后出現(xiàn)了下降，這是與實(shí)際相違背的。而對(duì)數(shù)模型在前期與測(cè)得數(shù)據(jù)的擬合程度較差，但隨著時(shí)間的推移，位移漸漸趨于穩(wěn)定，與實(shí)際情況最相符。

5 結(jié)論

基于工程實(shí)例進(jìn)行分析，對(duì)比了基于對(duì)數(shù)、乘冪及多項(xiàng)式曲線(xiàn)擬合的滑坡預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)模型后得出：通過(guò)乘冪曲線(xiàn)擬合，預(yù)測(cè)位移將沿著y = 2.8081x0.5066的趨勢(shì)發(fā)展，R2 = 0.8965；通過(guò)多項(xiàng)式曲線(xiàn)擬合，預(yù)測(cè)位移將沿著y = -0.0004x2 + 0.294x + 1.7783的趨勢(shì)發(fā)展，R2 = 0.9798；通過(guò)對(duì)數(shù)曲線(xiàn)擬合，預(yù)測(cè)位移將沿著y = 10.234Ln（x） – 11.418的趨勢(shì)發(fā)展，R2=0.7002。數(shù)模型在前期與測(cè)得數(shù)據(jù)的擬合程度較差，但隨著時(shí)間的推移，位移漸漸趨于穩(wěn)定，與實(shí)際情況最相符。

參考文獻(xiàn)：

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