CN103424099A - 基于变形数据的边坡监测预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

基于变形数据的边坡监测预警系统，系统包括有多个表面位移设备和一个通信基站，表面位移设备将采集到的数据信息发送至通信基站，通信基站与远端监控中心数据交互。基于变形数据的边坡监测预警方法，根据测点位移值和角度偏移值，通过对边坡变形失稳机制的分析，运用岩土力学理论，推导出边坡稳定性的计算公式。根据边坡稳定性系数指标，对边坡的危险性状态进行判断，使边坡的危险性分级具有固定的指标和标准，不似现有位移-时间方法中，不同的边坡具有不同的预警位移值。

Description

基于变形数据的边坡监测预警系统及方法

技术领域

本发明涉及边坡监测技术领域，特别是一种基于变形数据的边坡监测系统及方法。

背景技术

目前,国内外学者提出了10余种用于判断斜坡处于临界失稳状态的预报判据。如：稳定性系数、可靠概率、变形速率及位移加速度等，其中主要的如下。

（1）稳定性系数法：通过极限平衡法计算所得的安全系数，一般认为安全系数判据确定为1比较合适。安全系数小于1，斜坡将处于不稳定状态；安全系数大于1，斜坡处于稳定状态；安全系数等于1时，斜坡处于临界平衡状态。

（2）塑性应变法：滑动面/线上任一点的切向塑性应变若趋于无穷大，则边坡非稳定。

（3）位移加速度法：位移加速度a≥0即认为滑坡失稳，是一种临滑预报方法，加速度值应取一定时间段的持续值。

（4）滑坡变形速度法：将滑坡变形速度即日位移变形量作为滑坡预报判据，当其大于某临界值时就会发出滑坡警报。

（5）位移矢量角法：位移矢量角突然增大或减小，则认为滑坡启动，可进行临滑预报，堆积层滑坡位移矢量角锐减。

（6）单点位移—时间序列法：斋藤迪孝提出了滑坡的蠕变三阶段被广泛应用，包括减速蠕变段、等速蠕变段和加速蠕变段。该蠕变三阶段通过滑坡上单个监测点的位移量与时间之间的关系曲线来划分。

（7）宏观信息预报法：滑坡失稳前也表现出多种宏观前兆：前缘频繁崩塌、地下水位突然变化、地热、地声异常、动物表现失常等。由于这些现象在临滑前表现直观，易于被人类捕捉，所以可用于临滑预报。

现有方法的不足之处在于：

（1）稳定性系数不能用做预警值。稳定性系数法概念清晰，指标明确，缺点是只能用于长期预报，目前尚没有用于边坡预警中。塑性应变常用于小变形滑坡，中长期预报，无法测量。

（2）加速度指标无法预警匀速运动的边坡。常规情况下，山体若始终保持匀加速运动状态，相当时期内不会形成高速运动，无法从加速度指标中判断出来，但最终会演变成滑坡。国内外的一些高速滑坡和山崩，在高速破坏前夕，无一例外地处于加加速运动状态（加速度逐渐增加的运动），时间极短，很难监测到。根据加速度大于0的判据，对滑坡进行临滑预报便有可能出现错误的结果。

（3）变形速率判据没有确定的临界值。基于现有一些滑坡的统计结果，一般认为滑坡发生前的临界变形速率在0.1～1000mm/d不等，差别很大，没有一个确定的临界值。在实际分析中，监测点的位移-时间曲线经常出现突变、负值或断点的现象，无法准确确定变形速度。

（4）位移-时间曲线会出现局部震荡。边坡预警分析中，位移判据是最为有效的手段。但由于降雨、地震、人类活动以及其他随机因素干扰，实际上大多数情况下的位移历时曲线都具有不同程度的波动和起伏，其形态各种各样。位移-时间在大时间尺度内呈趋势性递增，而在小时间尺度内却表现为随机振荡型。位移-时间曲线不是一条光滑的递增曲线，而是具有多个陡坎的递增曲线。若仅考虑位移时序特征，在遇到位移急剧增加时段（也即陡坎时段）就会发生误判、误报。

（5）单点监测结果无法对整个边坡的整体稳定性进行预警。同一边坡体不同部位上的观测点其位移大小也相差很大，变形速率也必然不同。正在受开挖影响的边坡与自然边坡在变形速率上也大不相同。单纯从变形速率或位移的大小去判断滑坡是否发生，难免会作出错误的预报。

（6）很难监测到临滑时变形的最大值。利用位移-时间曲线预报滑坡的成功与否，与位移监测资料的准确性有直接的关系。对现场位移量测来说，常常因为自动连续观测时所使用的仪器量程的限制，以及快速的、大幅度的位移对仪器工作条件的破坏，很难拾取连续的、真正属于临滑前那一段时间的位移信息。对于“翘尾”型曲线的末段，多是推测的，用其作为判据预报滑坡就缺乏充分的依据。开挖工程实践也表明，一个露天采场边坡达到一定高度后，岩石变形速率增大的现象，与滑坡并没有任何相关关系，是属于正常的边坡变形。如果误以为是滑坡前兆，并且作出预报，往往会影响工程正常进行。

（7）斜坡岩体变形机制各异导致滑坡预报判据的不充分。不同的坡体滑前没有统一的运动行为，也无法用统一的曲线来表征这种行为。因此，对预报的定量指标或阀值很难给出一个客观标准，免不了夹杂有主观的因素。运用定量预报指标（变形值、变形速率、切线角及加速度等），对于不同的滑坡就有可能出现不同的预报结果。因此，单凭滑坡预报判据来预报滑坡是不够全面的。

（8）所有的预警方法，都没有考虑破坏的危害性。仅凭单个观测点的位移曲线或者加速度曲线，即或能够准确的对滑坡进行临滑预警，但却无法确定出将要失稳的范围。不同的失稳范围，对工程的危害性不同。例如对1m3的失稳滑体和对1万m3的潜在失稳滑体，一般具有不同的重视程度。

发明内容

本发明的一个目的就是提供一种基于变形数据的边坡监测预警系统，它可以采集边坡的测点位移值和角度偏移值，并通过远端监控中心实现边坡预警监控。

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有多个表面位移设备和一个通信基站，表面位移设备将采集到的数据信息发送至通信基站，通信基站与远端监控中心数据交互，所述每个表面位移设备均包括有位移传感器、角度偏移传感器和采集传输模块，采集传输模块接收位移传感器和角度偏移传感器采集到的数据，并将数据发送至基站。

进一步，所述表面位移设备还包括有设备箱、基座和埋在边坡内的设备固定杆，基座安装在设备固定杆的顶端，设备箱安装在基座的顶面，角度偏移传感器安装在设备固定杆内，位移传感器和采集传输模块安装在设备箱内。

进一步，所述设备固定杆的长度为0.7～1m。

进一步，所述基座的顶面为斜面，该斜面与边坡坡面斜度相对应。

进一步，所述设备箱上设置有数据线通孔和位移传感器的拉线通孔，位移传感器的拉线穿过拉线通孔与相邻表面位移设备的设备箱或基座连接。

本发明的另一个目的是提供一种基于变形数据的边坡监测预警方法，它可以实现边坡变形的实时监测以及预警。

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：

1）读取坡面点坐标，绘制坡面图；

2）将多个表面位移设备以垂直路面的角度分别插入坡面，读取表面位移设备的测点坐标，在坡面图上从上至下依次编号并标记为P1、P2…Pn；

表面位移设备，用于读取自身位移值和角度偏移值，即测点位移值（Δx，Δy）和角度偏移值（Δα）；

3）读取表面位移设备测得的测点位移值（Δx，Δy）和角度偏移值（Δα）；

4）确定发生偏移的测点，根据每个发生偏移测点的测点位移值（Δx1，Δy1）和角度偏移值（Δα1），求取每个测点的旋转中心；

5）依次连接步骤4）得到的每个测点旋转中心，构成一个多边形，求取多边形的重心O；

6）以重心O为圆心，圆心O到测点P1为半径，做圆弧，与交坡面下部交汇点为E点，则以O为圆心的圆弧P1E为边坡潜在滑动面；

7）根据步骤4）中确定的发生偏移的测点，以发生偏移的最底部测点Pk为界，确定出已变形区域，并发生偏移的最底部测点Pk为界为上边界，E点为下边界，确定出未变形区域；

8）对已变形区域和未变形区域，分别进行垂直路面并等间距的划分土条；

9）计算已变形区域的土条参数：面积A_i、底边长l_i、底边坡角α_i和已变形区域下部边界的长度H；底边为以O为圆心的圆弧P1E的简化为线段，已变形区域下部边界的长度为发生偏移的最底部测点到以O为圆心的圆弧P1E的垂直距离；

计算未变变形区域的封条参数面积A_i、底边长l_i和底边坡角α_i；

10）对已变形区域，反算滑动面的粘聚力；

11）考虑已变形区域和未变形区域之间的作用力，修正粘聚力；

12）根据已变形区域和未变形区域的土条参数，计算整个边坡的稳定性；

13）判断边坡安全性，发出边坡预警信息。

进一步，步骤10）所述的反算滑动面的粘聚力方法为：

计算已变形区域上边界测点P1和下边界测点Pk连线与水平面的夹角的正切值：tan(a)=(y_P1-y_pk)/(x_P1-x_Pk)

取坡角a正切值tan(a)的一半的反正切值作为滑面内摩擦角φ：

$\mathrm{\φ}=\arctan \left(\frac{\tan \left(a\right)}{2}\right)$

结合步骤已变形区域的土条参数，按下式计算滑面粘聚力c：

$c=\frac{\mathrm{\Σ}(W_i\sin {\mathrm{\α}}_i-\frac{W_i\tan {\mathrm{\φ}}_i}{m_{\mathrm{\αi}}})}{\mathrm{\Σ}\frac{l_i\cos {\mathrm{\α}}_i}{m_{\mathrm{\αi}}}};$ m_αi=cosα_i+sinα_itanφ_i。

W_i为条块重力，α_i为条块倾角，l_i为条块底滑面长度，

为底滑面内摩擦角，m_αi为传递系数。

进一步，步骤11）所述修正粘聚力的具体方法为：

在已变形区域下部边界的长度H的基础上，按照抗剪强度等效原则，计算综合内摩擦角 ${\mathrm{\φ}}_2=\arctan (\frac{c}{\mathrm{\γH}}+\tan \mathrm{\φ});$

结合未变形区域，连接连接未变形区域上边界测点Pk与下边界点E，计算该连线与水平面的夹角β；

计算坡脚的土压力强度并按坡脚修正：

计算边界合力：

γ为土体重度，H为滑块高度，β为连线与水平面的夹角，F_a为边界合力。

进一步，步骤12）所述边坡的稳定性的计算公式为：

$F_s=\frac{\mathrm{\Σ}\frac{1}{m_{\mathrm{\αi}}}(c_i{l}_i\cos {\mathrm{\α}}_i+W_i\tan {\mathrm{\φ}}_i)}{\mathrm{\Σ}{W}_i\sin {\mathrm{\α}}_i};$ $m_{\mathrm{\αi}}=\cos {\mathrm{\α}}_i+\frac{\sin {\mathrm{\α}}_i\tan {\mathrm{\φ}}_i}{F_s}.$

W_i为条块重力，α_i为条块倾角，l_i为条块底滑面长度，为底滑面内摩擦角，c_i为滑面粘聚力，m_αi为传递系数。

进一步，步骤13）中所述边坡安全的判断的警指标为：

$\mathrm{\ξ}=\frac{F_s}{{\left(1\mathrm{gV}\right)}^{0.05}}$

其中：F_s为边坡的安全系数，V为单宽潜在失稳块体的体积。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明可以通过监测预警系统实现边坡变形信息的实时感知，若坡体范围内出现对边坡不利的影响因素，则位移传感器和角度偏移传感器自动触发，加快数据采集，传感器24小时不间断工作，避免遗漏最大变形信息，通过对预警数据的自动监控，可以及时发送预警信息；

表面位移设备分布在整个边坡监测点，准确确定变形范围；

现场准确监控边坡变形指标，包括串联式多点位移计和单点浅层测斜仪，属于宏观变形指标，能准确量测。根据量测的宏观变形指标，通过对边坡变形失稳机制的分析，运用岩土力学理论，推导出边坡稳定性的计算公式。根据边坡稳定性系数指标，对边坡的危险性状态进行判断，使边坡的危险性分级具有固定的指标和标准，不似现有位移-时间方法中，不同的边坡具有不同的预警位移值；

在边坡受到外界影响的过程中，强度参数在不断的变化，也反映在边坡变形信息中。因此需要根据变形信息，基于岩土力学基本理论，动态确定所监控边坡的强度参数，由此计算得到的稳定性系数才真实反应了边坡的当前稳定状态；本发明考虑了边坡潜在失稳范围，综合稳定性系数和失稳范围提出预警指标和等级，这就考虑了边坡失稳对工程的影响。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为监测预警系统的工作状态示意图；

图2为实施例中边坡以及表面位移设备位置示意图；

图3为实施例中求取其旋转中心的示意图；

图4为实施例中旋转中心的位置示意图；

图5为实施例中重心O的位置示意图；

图6为实施例中边坡潜在滑动面的示意图；

图7为实施例中已变形区域土条划分示意图；

图8为实施例中土条变量计算示意图；

图9为实施例中未变形区域示意图；

图10为实施例中P1P4与水平面的夹角正切值示意图；

图11为预警指标的函数图形；

图12为表面位移设备的结构示意图。

图中：1.表面位移设备；2.通信基站；3.角度偏移传感器；4.位移传感器；5.设备箱；6.基座；7.设备固定杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

基于变形数据的边坡监测预警系统，包括有多个表面位移设备1和一个通信基站2，表面位移设备1将采集到的数据信息发送至通信基站2，通信基站2与远端监控中心数据交互，所述每个表面位移设备均1包括有位移传感器3、角度偏移传感器3和采集传输模块，采集传输模块接收位移传感器4和角度偏移传感器3采集到的数据，并将数据发送至基站。

所述表面位移设备1还包括有设备箱5、基座6和埋在边坡内的设备固定杆7，基座6安装在设备固定杆7的顶端，设备箱5安装在基座6的顶面，角度偏移传感器3安装在设备固定杆7内，位移传感器4和采集传输模块安装在设备箱5内。

所述设备固定杆7的长度为0.7～1m。设备固定杆7深入边坡内，可以准确监测整个边坡的数据变化，避免因边坡表面变化而产生干扰数据。

所述基座6的顶面为斜面，该斜面与边坡坡面斜度相对应。可以使安装在基座6顶面的设备箱5保持水平。

所述设备箱5上设置有数据线通孔和位移传感器的拉线通孔，位移传感器4的拉线穿过拉线通孔与相邻表面位移设备的设备箱5连接。当两个相邻设备箱5发生位移时，通过拉线可以测得位移量。

以一个实施例说明边坡监测预警的具体方法：

1、读取坡面点坐标，并绘制坡面线。坡段数不是定数，坐标值的大小也不确定，图形的显示范围依据边坡坐标范围动态变化；

2、读取测点坐标，并标出测点位置,P1、P2、P3、P4、P5、P6，如图2所示；

3、提取每一测点的位移值（Δx，Δy）和角度偏移值（Δα）；

4、根据每一测点的测量值，求取其旋转中心O1、O2、O3、O4、O5、O6，如图3所示；

其具体方法为：

根据测点位移值，做测点的位移图，图3所示，测点P1从A11点位移到A12点；连接A11、A12，做线段A11-A12的中垂线；在中垂线上找一点O1，使角度∠A11-O1-A12等于测点P1角度偏移值（Δα1）的一半。则O1就是测点P1的旋转中心，如图4所示；

5、依次连接O1、O2、O3、O4、O5、O6，构成一多边形，求取多边形的重心O，如图5所示；

6、以重心O为圆心，OP1为半径，做圆弧，交坡面下部为E点，如图6所示，则圆弧P1E即为边坡的潜在滑动面；

7、以发生变形的最底部测点为界，此处为P4，确定出已变形区域，上部边界为顶部测点P1，下部边界为底部变形测点P4；

8、对已变形区域进行等间距划分土条，土条数目为10，如图7所示。也可按照在测点间划分土条的方法，例如P1～P2间划分为3个土条，两种划分方法均可；计算各土条的如下参数：面积A_i、底边长l_i，l_i为底边圆弧简化为线段，土条上部也可简化为一条线段、底边坡角α_i，如图8所示，以土条10为例。并计算下部外边界P4点处的长度H。

9、以已变形区域的底部边界为上边界，此处为P4，滑体底部E点为下边界，确定出未变形区域，如图9所示。对未变形区域进行土条划分，土条数目为10，并计算其面积A_i、底边长l_i，底边圆弧简化为线段，土条上部也可简化为一条线段、底边坡角α_i。

10、计算已变形区域上下边界点连线与水平面的夹角的正切值，此处为P1P4连线与水平面的夹角的正切值，如图10所示：

tan(a)=(y_P1-y_pk)/(x_P1-x_Pk)

取坡角a正切值tan(a)的一半的反正切值作为滑面内摩擦角φ：

$\mathrm{\φ}=\arctan \left(\frac{\tan \left(a\right)}{2}\right)$

结合步骤已变形区域的土条参数，按下式计算滑面粘聚力c：

$c=\frac{\mathrm{\Σ}(W_i\sin {\mathrm{\α}}_i-\frac{W_i\tan {\mathrm{\φ}}_i}{m_{\mathrm{\αi}}})}{\mathrm{\Σ}\frac{l_i\cos {\mathrm{\α}}_i}{m_{\mathrm{\αi}}}};$ m_αi=cosα_i+sinα_itanφ_i；

11、在已变形区域下部边界的长度H的基础上，按照抗剪强度等效原则，计算综合内摩擦角 ${\mathrm{\φ}}_2=\arctan (\frac{c}{\mathrm{\γH}}+\tan \mathrm{\φ});$

结合未变形区域，连接连接未变形区域上边界测点Pk与下边界点E，计算该连线与水平面的夹角β；

计算坡脚的土压力强度并按坡脚修正：

其中γ=20；

计算边界合力：

稳定性的计算公式为：

$F_s=\frac{\mathrm{\Σ}\frac{1}{m_{\mathrm{\αi}}}(c_i{l}_i\cos {\mathrm{\α}}_i+W_i\tan {\mathrm{\φ}}_i)}{\mathrm{\Σ}{W}_i\sin {\mathrm{\α}}_i};$ $m_{\mathrm{\αi}}=\cos {\mathrm{\α}}_i+\frac{\sin {\mathrm{\α}}_i\tan {\mathrm{\φ}}_i}{F_s}.$

从边坡安全预警研究现状来看，尚无真正推广普及的边坡灾害预警判据，目前国内外已经使用的预警判据大致可分为单因子临界判据和综合判据两类。单因子判据指一个变量所表示的边坡临界变化标志，如稳定性系数、可靠概率、声发射参数、变形速率、位移加速度、矢量角以及分维值等；综合判据则主要指多个变量所表示的边坡临界变化标志，如将临界变形现象、降雨量和稳定性系数综合判断等。

从对公路工程的危害性来说，边坡安全性不仅与潜在失稳块体的安全系数有关，也与潜在失稳块体的体积有关。比如对小方量的垮塌,安全系数小于1.0，并不会对公路工程造成巨大的危害，但对于较大方量的潜在失稳块体，即使尚没有整体失稳,安全系数大于1.0，只要出现了变形迹象，即需要特别关注。本发明提出如下的考虑潜在失稳块体稳定性和体积的预警指标定义：

$\mathrm{\ξ}=\frac{F_s}{{\left(1\mathrm{gV}\right)}^{0.05}}$

其中：F_s为边坡的安全系数，V为单宽潜在失稳块体的体积，预警指标ξ的函数图形如图11所示。

据此，对应于边坡安全等级，按四级划分：安全F_s-F_sd>0、基本安全-0.1<F_s-F_sd<0、欠安全-0.2<F_s-F_sd<-0.1和不安全F_s-F_sd<-0.2。F_sd为边坡设计安全系数。将边坡的预警等级设为四级：绿色ξ>1.3、黄色1.2<ξ<1.3、橙色1.1<ξ<1.2和红色ξ<1.1。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.基于变形数据的边坡监测预警系统，其特征在于，所述系统包括有多个表面位移设备和一个通信基站，表面位移设备将采集到的数据信息发送至通信基站，通信基站与远端监控中心数据交互，所述每个表面位移设备均包括有位移传感器、角度偏移传感器和采集传输模块，采集传输模块接收位移传感器和角度偏移传感器采集到的数据，并将数据发送至基站。

2.如权利要求1所述的基于变形数据的边坡监测预警系统，其特征在于：所述表面位移设备还包括有设备箱、基座和埋在边坡内的设备固定杆，基座安装在设备固定杆的顶端，设备箱安装在基座的顶面，角度偏移传感器安装在设备固定杆内，位移传感器和采集传输模块安装在设备箱内。

3.如权利要求2所述的基于变形数据的边坡监测预警系统，其特征在于：所述设备固定杆的长度为0.7～1m。

4.如权利要求2所述的基于变形数据的边坡监测预警系统，其特征在于：所述基座的顶面为斜面，该斜面与边坡坡面斜度相对应。

5.如权利要求2所述的基于变形数据的边坡监测预警系统，其特征在于：所述设备箱上设置有数据线通孔和位移传感器的拉线通孔，位移传感器的拉线穿过拉线通孔与相邻表面位移设备的设备箱或基座连接。

6.利用权利要求1至5任意一项所述基于变形数据的边坡监测预警系统进行边坡监测预警的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）读取坡面点坐标，绘制坡面图；

2）将多个表面位移设备以垂直路面的角度分别插入坡面，读取表面位移设备的测点坐标，在坡面图上从上至下依次编号并标记为P1、P2…Pn；

表面位移设备，用于读取自身位移值和角度偏移值，即测点位移值（Δx，Δy）和角度偏移值（Δα）；

3）读取表面位移设备测得的测点位移值（Δx，Δy）和角度偏移值（Δα）；

4）确定发生偏移的测点，根据每个发生偏移测点的测点位移值（Δx1，Δy1）和角度偏移值（Δα1），求取每个测点的旋转中心；

5）依次连接步骤4）得到的每个测点旋转中心，构成一个多边形，求取多边形的重心O；

6）以重心O为圆心，圆心O到测点P1为半径，做圆弧，与交坡面下部交汇点为E点，则以O为圆心的圆弧P1E为边坡潜在滑动面；

7）根据步骤4）中确定的发生偏移的测点，以发生偏移的最底部测点Pk为界，确定出已变形区域，并发生偏移的最底部测点Pk为界为上边界，E点为下边界，确定出未变形区域；

8）对已变形区域和未变形区域，分别进行垂直路面并等间距的划分土条；

9）计算已变形区域的土条参数：面积A_i、底边长l_i、底边坡角α_i和已变形区域下部边界的长度H；底边为以O为圆心的圆弧P1E的简化为线段，已变形区域下部边界的长度为发生偏移的最底部测点到以O为圆心的圆弧P1E的垂直距离；

计算未变变形区域的封条参数面积A_i、底边长l_i和底边坡角α_i；

10）对已变形区域，反算滑动面的粘聚力；

11）考虑已变形区域和未变形区域之间的作用力，修正粘聚力；

12）根据已变形区域和未变形区域的土条参数，计算整个边坡的稳定性；

13）判断边坡安全性，发出边坡预警信息。

7.如权利要求6所述的基于变形数据的边坡监测预警方法，其特征在于，步骤10）所述的反算滑动面的粘聚力方法为：

计算已变形区域上边界测点P1和下边界测点Pk连线与水平面的夹角的正切值：

tan(a)=(y_P1-y_pk)/(x_P1-x_Pk)

取坡角a正切值tan(a)的一半的反正切值作为滑面内摩擦角φ：

$\mathrm{\&phi;}=\arctan \left(\frac{\tan \left(a\right)}{2}\right)$

结合步骤已变形区域的土条参数，按下式计算滑面粘聚力c：

$c=\frac{\mathrm{\&Sigma;}(W_i\sin {\mathrm{\&alpha;}}_i-\frac{W_i\tan {\mathrm{\&phi;}}_i}{m_{\mathrm{\&alpha;i}}})}{\mathrm{\&Sigma;}\frac{l_i\cos {\mathrm{\&alpha;}}_i}{m_{\mathrm{\&alpha;i}}}};$ m_αi=cosα_i+sinα_itanφ_i。

W_i为条块重力，α_i为条块倾角，l_i为条块底滑面长度，为底滑面内摩擦角，m_αi为传递系数。

8.如权利要求7所述的基于变形数据的边坡监测预警方法，其特征在于，步骤11）所述修正粘聚力的具体方法为：

在已变形区域下部边界的长度H的基础上，按照抗剪强度等效原则，计算综合内摩擦角 ${\mathrm{\&phi;}}_2=\arctan (\frac{c}{\mathrm{\&gamma;H}}+\tan \mathrm{\&phi;});$

结合未变形区域，连接连接未变形区域上边界测点Pk与下边界点E，计算该连线与水平面的夹角β；

计算坡脚的土压力强度并按坡脚修正：

计算边界合力：

γ为土体重度，H为滑块高度，β为连线与水平面的夹角，F_a为边界合力。

9.如权利要求8所述的基于变形数据的边坡监测预警方法，其特征在于，步骤12）所述边坡的稳定性的计算公式为：

$F_s=\frac{\mathrm{\&Sigma;}\frac{1}{m_{\mathrm{\&alpha;i}}}\left(c_i{l}_i\cos {\mathrm{\&alpha;}}_i\right)+W_i\tan {\mathrm{\&phi;}}_i}{\mathrm{\&Sigma;}{W}_i\sin {\mathrm{\&alpha;}}_i};$ $m_{\mathrm{\&alpha;i}}=\cos {\mathrm{\&alpha;}}_i+\frac{\sin {\mathrm{\&alpha;}}_i\tan {\mathrm{\&phi;}}_i}{F_s}.$

W_i为条块重力，α_i为条块倾角，l_i为条块底滑面长度，

为底滑面内摩擦角，c_i为滑面粘聚力，m_αi为传递系数。

10.如权利要求9所述的基于变形数据的边坡监测预警方法，其特征在于，步骤13）中所述边坡安全的判断的警指标为：

$\mathrm{\&xi;}=\frac{F_s}{{\left(1\mathrm{gV}\right)}^{0.05}}$

其中：F_s为边坡的安全系数，V为单宽潜在失稳块体的体积。

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