基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法，包括以下步骤：1)构建地震前后土石坝DEM模型；2)坝顶和坝坡沉陷或隆起定量分析；3)坝体滑坡定量分析；4)坝体整体位移和变形定量分析；本发明专利技术通过国内外土石坝震害统计分析，总结土石坝变形震害主要特征，在采用实时动态载波相位差分测量技术，满足震后土石坝变形震害监测数据快速精确获取的基础上，构建土石坝高精度DEM三维实体地面模型，通过空间聚类分析和数字地形信息提取等方法，对土石坝震前和震后DEM三维坝体模型进行对比，实现了坝体裂缝空间属性和分布规律分析、坝顶和坝坡沉陷或隆起整体定量分析、坝体滑坡情况和后续影响分析、坝体整体位移和变形定量分析。

【技术实现步骤摘要】
基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法
本专利技术涉及土石坝变形震害评估方法，尤其涉及一种基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法。
技术介绍
根据国内外土石坝震害调查统计资料，进一步聚焦土石坝本身的震害类型大致包括坝体裂缝、坝体沉陷、坝身滑坡、大坝渗漏、坝坡隆起或坝趾坡脚外移，并以坝体裂缝、坝体沉陷或隆起、坝身滑坡等变形震害最为普遍。土石坝在地震灾害中作为承灾体，一方面，土石坝坝体的破坏会造成直接经济损失；另一方面，还可能演变成为危险的次生灾害源，引发的次生水灾能够造成巨大的经济损失和人员伤亡，同时在地震后还常常因水坝无法正常发挥水利设施功能，造成灾后生产、生活的困难。在遭遇强震工况后，针对大坝及工程枢纽区原布设的各类外观变形控制测量基准点发生不同程度的位移甚至破坏失效，土石坝震后的绝对变形量获取受到制约的情况，以及因坝体滑坡和局部沉陷导致土石坝表面或浅层产生较大变形，但又难以通过局部表面变形测量值反应和评估大坝实际整体变形等问题，本专利技术拟研究采用基于DEM数字地形分析的方法，开展土石坝变形震害定量评本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法，其特征在于，包括以下内容：/n1)构建地震前后土石坝DEM模型：/n1.1)矢量化大比例尺土石坝工程图，构建基于TIN的震前土石坝DEM模型；/n1.2)对震后土石坝体型、变形震害缺陷进行空间特征数据采集，构建基于TIN的震后土石坝DEM模型；/n2)坝顶和坝坡沉陷或隆起定量分析：/n2.1)通过DEM提取坝顶最大沉陷或隆起部位的极值高程以及平均高程，与原建基面高程求差，得到坝体震后最大高差和平均高差，获取震后坝顶的局部极限与整体沉降或隆起量值；/n2.2)提取坝顶防渗体和堆石体格网高程，求取堆石体格网平均高程与防渗体格网平均高程之差...

【技术特征摘要】
1.一种基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法，其特征在于，包括以下内容：
1)构建地震前后土石坝DEM模型：
1.1)矢量化大比例尺土石坝工程图，构建基于TIN的震前土石坝DEM模型；
1.2)对震后土石坝体型、变形震害缺陷进行空间特征数据采集，构建基于TIN的震后土石坝DEM模型；
2)坝顶和坝坡沉陷或隆起定量分析：
2.1)通过DEM提取坝顶最大沉陷或隆起部位的极值高程以及平均高程，与原建基面高程求差，得到坝体震后最大高差和平均高差，获取震后坝顶的局部极限与整体沉降或隆起量值；
2.2)提取坝顶防渗体和堆石体格网高程，求取堆石体格网平均高程与防渗体格网平均高程之差，得到相对高差，获取震后心墙与堆石体的相对沉降值；
2.3)将TIN格网分解为若干三角形，求解各三角形表面积，对三角形表面积进行累加，获取上、下游坝坡表面积，通过分别对比震前震后的上、下游坝坡表面积，坝坡投影面积，以及地表粗糙度来评估土石坝坝坡沉陷或隆起变形的整体情况；
3)坝体滑坡定量分析：
3.1)通过计算TIN空间三角形与其在指定计算高程平面上投影形成的三棱柱和三棱锥体积累加值，获取指定范围内的滑坡体积方量与规模数量；
3.2)在DEM格网窗口中提取滑坡底滑面的坡度和坡向，判别滑坡发展趋势及其对坝体防渗体的影响程度；
4)坝体整体位移和变形定量分析：
4.1)针对土石坝采用DEM的山脊线提取来获取大坝坝轴线，通过对比震前震后大坝坝轴线空间位置和倾角、方位角，分析坝体整体位移量值；
4.2)通过在土石坝DEM所绘剖面线起点位置和终点位置，确定该剖面线与DEM三角网格各个交点，内插交点上的高程，以及各交点之间的距离，然后根据选定的垂直比例尺和水平比例尺，按距离和高程绘出剖面图；通过对比震前震后大坝代表性纵、横向剖面形状和面积分析坝体体型变形量值。


2.根据权利要求1所述的基于DEM数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈豪，包腾飞，杨明龙，赵二峰，杨德玮，李然，陈波，曹学兴，谭彬，钟鸣，徐小坤，方晗，卢俊，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，河海大学，华能集团技术创新中心有限公司，昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53