一种基于MQ RBFCM的岸坡失稳监测计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于MQ RBFCM的岸坡失稳监测计算方法，建立理想均质的库岸边坡计算模型，采用MQ RBFCM离散饱和—非饱和渗流控制方程及第一类以及第二类边界条件，建立饱和—非饱和渗流问题的代数方程组联立方程组，计算未发生库水位变化及降雨作用时坡内的浸润线后进行稳态分析，得到未发生库水位变化及降雨作用时坡内的稳态渗流场；将稳态渗流场作为暂态分析的初始状态，将库水位变化及降雨作用加入边界条件，进行暂态分析；将渗流场导入STAB程序中，将各个时刻的安全系数整理，将岸坡孔隙水压力分布与边坡稳定计算结果叠加分析。本发明专利技术可防患于未燃，适时对河岸稳定隐患进行治理，对维护河岸的稳定的作用显著，对河道的防洪抢险工作有指导作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法
本专利技术涉及水利工程
，特别是一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法。
技术介绍
随着我国水利事业的不断发展，近五年水库的数量稳步增长，加之近几年来极端天气的频发，导致库岸边坡失稳的事件层出不穷。库岸滑坡形成的破坏形式与自然边坡略有不同，主要有以下三种形式：1、大量松散脱落的岩石或土体滑入水库，使得水库的有效库容减小，导致水库效益降低；2、高速滑入水库的大型滑坡体会形成涌浪，涌浪容易导致漫坝溃坝等破坏，危害到大坝等水工建筑，甚至危及水库周围居民的安全；3、体积较大的岩土体会在峡谷地区形成堵江坝，继而造成新的淹没危害或次生洪水，对下游房屋等建筑设施造成破坏，同时危及人民的生命财产安全。降雨和库水位的变动引起的暂态渗流场变化是库岸边坡失稳破坏的主要因素。透过研究库水位变化和降雨作用下库岸边坡渗流场变化来揭示降雨和库水位变动等因素对岸坡稳定性的影响，对预报滑坡灾害、避免生命财产损失，具有重要的实际意义。因此提出一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，计算分析库水联合降雨作用下库本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MQ RBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤S1：选取任一小段岸坡建立理想均质的库岸边坡计算模型，采用离散后的MQRBFCM离散饱和—非饱和渗流控制方程及第一类以及第二类边界条件；/n步骤S2：在计算域内及边界处布点用以满足控制方程式与边界条件，建立饱和-非饱和渗流问题的代数方程组联立方程组，得到MQ RBFCM稳态渗流分析模型；/n步骤S3：计算未发生库水位变化及降雨作用时坡内的浸润线，根据迭代法求解所得的浸润线位置，利用MQ RBFCM进行稳态分析得到未发生库水位变化及降雨作用时坡内的稳态渗流场；/n步骤S4：将步骤S3中得到的稳态渗流场作为暂态分...

【技术特征摘要】
1.一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：选取任一小段岸坡建立理想均质的库岸边坡计算模型，采用离散后的MQRBFCM离散饱和—非饱和渗流控制方程及第一类以及第二类边界条件；
步骤S2：在计算域内及边界处布点用以满足控制方程式与边界条件，建立饱和-非饱和渗流问题的代数方程组联立方程组，得到MQRBFCM稳态渗流分析模型；
步骤S3：计算未发生库水位变化及降雨作用时坡内的浸润线，根据迭代法求解所得的浸润线位置，利用MQRBFCM进行稳态分析得到未发生库水位变化及降雨作用时坡内的稳态渗流场；
步骤S4：将步骤S3中得到的稳态渗流场作为暂态分析的初始条件，然后将库水位变化及降雨作用加入边界条件，所述加入的边界条件为t＝0时刻的库水位及骤降后的库水位、哪一侧坡面受降雨作用及受降雨作用时的雨强，后进行暂态分析求得库水位变化及降雨作用下边坡各个时刻的暂态渗流场；
步骤S5：采用STAB程序，结合孔隙水压力的刚体极限平衡法对边坡稳定性进行研究，分析库岸边坡各个时刻的边坡安全系数以及临界滑裂面的变化规律，研究岸坡失稳机理。


2.根据权利要求1所述的一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：步骤S1中所述离散后的MQRBFCM离散饱和—非饱和渗流控制方程即为广义Richards方程，或称为变饱和度Richards方程，能够同时描述土体饱和与非饱和层中水体渗流的运动情况，常被用作为求解饱和-非饱和渗流问题的控制方程式中Kx(h)、Kz(h)分别代表X、Z方向的渗透系数；利用配点法所布置的点，饱和与非饱和渗流控制方程可分别离散为当考虑稳态渗流时，


3.根据权利要求1所述的一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：步骤S1中所述离散后饱和-非饱和第一类以及第二类边界条件具体为：
考虑渗流问题的边界时，一般考虑两种情况，一种为有水压边界，此时常考虑为定压力水头边界，为第一类边界条件，表示为H(x,y)＝f(x,y)，当边界为定流量时，则边界为第二类边界条件，表示为利用配点法所布置的点，在满足控制方程为的饱和渗流模型下的一二类边界条件可分别离散为
在满足控制方程为的非饱和渗流模型下的一二类边界条件可分别离散为








4.根据权利要求1所述的一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：步骤S2中所述的在计算域内及边界处布点的具体内容为：MQRBFCM在计算域内和边界上选定N个点即配点，使用随机布点法或均匀布点法进行布点。


5.根据权利要求1所述的一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：步骤S2中所述的建立饱和-非饱和渗流问题的代数方程组联立方程，得到MQRBFCM稳态渗流分析模型的具体内容为：在域内令m个内部点满足稳态饱和土控制方程式或非饱和土控制方程式得到m个方程，n个第一类边界点及p个第二类边界点满足各自的一类或二类边界条件式，得到n+p个方程；联立求解上述N＝m+n+p个方程求解，则代数方程组联立方程表达可写成矩阵形式如



式中，






f1,…fp为满足第一类边界条件各点对应的边界条件值；
g1,…gn为满足第二类边界条件各点对应的边界条件值。通过矩阵计算得到待定插值系数λj后，将其代回饱和土控制方程或非饱和土控制方程式便可求得各个点位的总水头值H或压力水头h*。


6.根据权利要求1所述的一种基于MQRBFCM的岸坡失稳监测计算方法，其特征在于：步骤S3中所述得到岸坡稳态渗流场的具体内容为：利用S2中MQRBFCM稳态渗流分析模型求解饱和区，运用稳态饱和土控制方程式求得控制域内及边界上点的总水头H，其中由于自由面是待定的，属...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏燕，郭国林，黄蓝青，谢秀栋，李根斌，黎萍，
申请(专利权)人：福州大学，福建省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：福建;35