《G022-李鹤-浙江大学》-课件设计（公开）.pptVIP

基于蒙特卡洛法的降雨诱发型滑坡预报Intensity-Duration曲线的确定 报告人：李鹤 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点试验室 目录 前言 Intensity-Duration曲线 蒙特卡洛法 东南沿海地区土质滑坡地质概况 分析结果与讨论 结论 前言 东南沿海地区山地丘陵发育，约占该地区总面积的75%，山地丘陵地区的斜坡表面广泛覆盖着残坡积土，土层厚度通常在6米以内，在强降雨天气下极易发生浅层滑坡。由降雨引起的滑坡俗称降雨型滑坡，该类型滑坡是东南沿海地区最主要的地质灾害。据中国地质调查局《东南沿海及重要经济区环境地质调查重要进展2000-2005年》：该地区滑坡灾害在时间分布上具有与气象变化的高度一致性。如何根据对降雨诱发的土质浅层滑坡进行预警预报一直是国内外学者关注的热门研究课题。 前言 降雨诱发的土质滑坡灾害 多因素复杂问题：地形、地质、气象条件等 降雨诱发的土质滑坡灾害预警预报模型 国内外学者提出了诸多经验性的滑坡预警预报模型 Intensity-Duration曲线 国（境）外研究者已针对不同地区的地质条件和气象条件建立了Intensity-Duration曲线 蒙特卡洛法(Monte Carlo Method) 蒙特卡洛法(Monte Carlo Method)，又称随机模拟法或统计实验法，其基本原理为：某事件的概率可以用大量试验中该事件发生的频率来估算，根据切贝雪夫大数定理，当样本容量足够大时，可认为该事件的发生频率即为其概率。 对于边坡稳定分析，通常可以将安全系数计算式作为功能函数，通过采用蒙特卡洛法进行抽样计算，即可得到边坡安全系数的统计特征，从而可以得到当安全系数低于某一规定值（通常设定为1）的概率有多少，即所谓的失稳概率Pf。 东南沿海地区土质边坡地质概况 我国南方燕山期花岗岩大范围出露，在福建、广东、香港地区出露面积均占全省面积的30~40%，在东南沿海其他地区也占了各省面积的10%~20%（吴能森，2004），出露花岗岩在南方的湿热气候下剧烈风化，形成了花岗岩残积土层。 东南沿海地区土质边坡地质概况 东南沿海地区的气象条件简介 理论分析模型的建立 模型采用土层参数 模型采用土层参数 考虑降雨条件的边坡稳定分析方法 斜坡降雨入渗过程分析 降雨条件下的边坡稳定性分析 雨强为50mm/h时不同时刻的孔压剖面图 降雨条件下的边坡稳定性分析 年降雨量为1500mm，雨强为50mm/h下边坡安全系数降至1.2时的 潜在滑面示意图 降雨条件下的边坡稳定性分析 雨强为50mm/h时的安全系数随时间变化曲线 降雨条件下的边坡稳定性分析 雨强为50mm/h时不同降雨历时下的安全系数概率分布曲线 降雨条件下的边坡稳定性分析 雨强为50mm/h时失稳概率分别为50%和80%的安全系数累计概率分布曲线 基于概率论的I-D曲线分析 基于概率论的I-D曲线分析 结论 东南沿海地区残坡积土滑坡的潜在滑面多位于残坡积土层的底部，降雨条件下边坡的稳定安全系数与潜在滑面处的孔隙水压力变化具有非常好的对应关系，孔隙水压力升高时，安全系数降低； 在降雨条件下，边坡的失稳概率会在4~6h之内迅速增加，造成滑坡的突然发生； 在一定雨强下，失稳概率增至50%所需降雨历时低于失稳概率达到80%所需的时间，但是二者的降雨历时之间的差值很小，约为0.3~1.3h； Intensity-Duration曲线的拟合数学式为分段函数形式：当雨强超过表层土体土体饱和渗透系数时，I-D曲线拟合式为常值函数；当雨强低于表层土体土体饱和渗透系数时，I-D曲线拟合式为幂函数形式。 Thank you for attention! 会议报告 应用Intensity-Duration等统计曲线预报法（Caine, 1980；Jibson, 1989; Clarizia，1996；Crosta，2001；E J. Gabet, 2004; F. Guzzetti, 2007） 基于前期降雨模型的预报方法（M. J. Crozier, 1999; T. Glade, 2000; 李媛, 2006; 李铁峰, 2006） 考虑降雨过程的危险雨量预报法（P. Aleotti, 2004） 地质资料与降雨综合考虑预报法（G. Crosta, 2003; M. Casadei, 2003; 殷坤龙, 张桂荣, 等, 2003,2005） 基于雨水入渗和边坡稳定分析的理论预报方法（Crosta, 1997; S.M. Brooks, 2004） 目前国内外最常用的是Intensity-Duration曲线 同时考虑了雨量，降雨历时和雨强三个降雨因子，并且比较直观的反映了滑坡与各降雨因子的关系 Caine(1980)： 适