滑坡演化過程CA預(yù)測理論研究及應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的滑坡分析方法，如極限平衡法、數(shù)值分析法、工程類比法等以及近年來興起的計(jì)算智能分析方法雖然在滑坡研究取得了一定的成績，也一定程度減輕了滑坡對人類帶來的損失，但滑坡因?yàn)槠溆绊懸蜃拥碾S機(jī)性、不確定性及滑坡滑移過程的非線性決定了其預(yù)報(bào)的極度困難，被科學(xué)界公認(rèn)為尖端課題之一。 因此，本論文作為“十五”重點(diǎn)攻關(guān)課題“庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警及輔助決策支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2001BA604A02)的后續(xù)研究，仍以滑坡穩(wěn)定性分析及

2、災(zāi)變預(yù)測問題為研究對象，首次將元胞自動機(jī)這種研究非線性系統(tǒng)的動力學(xué)模型引入到滑坡的研究中，研究了元胞自動機(jī)模擬滑坡的理論和方法，建立了CA-Landslide模型，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，集成了新的基于GIS的滑坡災(zāi)變預(yù)測智能集成系統(tǒng)，并在萬州區(qū)鐵峰鄉(xiāng)滑坡上作了實(shí)例分析，完成的研究工作及取得的主要進(jìn)展如下： ① 討論了元胞自動機(jī)的基本原理、構(gòu)成和一般特征，并重點(diǎn)研究了用它模擬滑坡的基本方法，以及對滑坡巖體物理力學(xué)性質(zhì)和應(yīng)

3、力的模擬，在此基礎(chǔ)上建立CA-Landslide模型。 ② 詳細(xì)研究了滑坡演化過程中的非線性規(guī)律，主要是分形規(guī)律和自組織臨界特征，并研究了這些規(guī)律與滑坡演化過程之間的內(nèi)部聯(lián)系。 ③根據(jù)傳統(tǒng)滑坡穩(wěn)定性分析安全系數(shù)的思想，引入損傷當(dāng)量這個新的物理量，研究損傷當(dāng)量與滑坡分維數(shù)之間的關(guān)系，從而建立起CA-Landslide模型的穩(wěn)定性判斷依據(jù)。 ④ 在GIS基本功能、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，研究了基于ArcView GIS

4、 3.2的滑坡預(yù)報(bào)GIS綜合信息模型的構(gòu)建方法與程序，研究了建立滑坡綜合信息數(shù)據(jù)庫，并對建立時(shí)空數(shù)據(jù)模型做了初步的探討。 ⑤ 詳細(xì)研究了元胞自動機(jī)與GIS集成的必要性、可能性及集成方式。根據(jù)CA-Landslide模型的特點(diǎn)，選定集成方案，并采用ArcView的二次開發(fā)語言Avenue及Visual Basic混合編程，將CA-Landslide模型集成到“滑坡災(zāi)變智能預(yù)測系統(tǒng)”中。 ⑥ 以萬州鐵峰鄉(xiāng)滑坡為例，探討了GI