(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211036882.8 (22)申请日 2022.08.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115115146 A (43)申请公布日 2022.09.27 (73)专利权人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 111号 (72)发明人 杨长卫　童心豪　吴东升　陈光鹏　 温浩　袁成　 (74)专利代理 机构 北京集智东方知识产权代理 有限公司 1 1578 专利代理师 刘林　陈攀 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01)G08B 21/10(2006.01) G08B 21/18(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 106198922 A,2016.12.07 CN 107066771 A,2017.08.18 CN 104408899 A,2015.0 3.11 JP 2004197554 A,2004.07.15 审查员 贾瑞双 (54)发明名称 基于地震作用的边坡预警方法、 装置、 设备 及存储介质 (57)摘要 本发明提供了基于地震作用的边坡预警方 法、 装置、 设备及存储介质， 涉及边坡预 警技术领 域。 本发明综合运用了 现场监测手段和现有的边 坡安全系数计算方法， 通过考虑 多土层与边坡安 全系数的关系、 任意浸润线与边坡安全系数的关 系， 考虑地震中滑体的弱化、 超孔隙水压力、 加速 度放大效应与边坡安全系数的关系， 并将其作为 边坡安全性的计算指标， 可以提高地震风险预测 的精确度， 同时结合其他因素得到最终预警等 级， 对于预警等级的判断考虑因素更加完善， 进 而提高预警等级的精准度。 再者， 利用本发明提 供的边坡地震预警方法可以在不需要大量历史 监测数据的条件下， 实时动态反应安全预警等 级， 也可对待多次地震作用下的情况进行预警， 且缩短预警时间。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 115115146 B 2022.11.11 CN 115115146 B 1.基于地震作用的边坡预警方法， 其特 征在于， 包括： 获取边坡的潜在滑面模型， 并得到滑面集合， 所述滑面集合是沿垂直于地面的方向将 所述潜在滑面模型分割为至少两个滑体的集 合； 基于所述滑面集合中的每个所述滑体分别计算第一参数， 所述第一参数为重度、 孔隙 水压力、 渗透力、 地震作用力和超孔隙水压力； 基于所述滑面集合， 根据每个所述滑体的参数和对应的所述第一参数计算， 得到下滑 分力、 抗滑力和平衡力； 基于所有的所述下滑分力、 所述 抗滑力和所述平衡力计算， 得到边坡的第一 安全系数； 基于所述第一 安全系数， 得到边坡的预警等级； 其中， 获取边坡的潜在滑面模型， 并得到滑面 集合， 包括： 基于边坡的地质勘探数据建立 边坡模型； 基于所述 边坡模型利用库伦土 压力理论计算， 得到初始 滑面； 基于所述初始滑面确定控制点， 并利用强度折减法计算每个所述控制点的第 二安全系 数； 基于所有的所述第 二安全系数的最小值对应的所述控制点， 得到边坡的所述潜在滑面 模型； 其中， 边坡的第一安全系数计算包括根据计算公式并令E0＝0构建从第0块滑 体到第n块 滑体的方程组计算 求得计算第一 安全系数， 计算公式如下： Ei＝FsAi‑Ti+ ψiEi‑1 其中， Ei为第i块滑体的平衡力， i为从1到n的数Fs为第一安全系数； Ai为总的下滑分力； Ti为总的抗滑力； ψi为第i块滑体的传递系数； Ei‑1为抗滑桩所支挡滑块的上一滑块的剩余 下 滑力。 2.根据权利要求1所述的基于地震作用的边坡预警方法， 其特征在于， 所述重度的计算 方法包括： 基于每个所述滑体的地质勘探数据， 获取不同材质的土层的数量、 每个所述土层对应 的含水率和干密度； 基于所有的所述含水率和预设阈值确定浸润线形状， 所述浸润线形状是所有所述含水 率中大于所述预设阈值的所述土层构成的三维平面； 基于所述浸润线形状和所述土层的数量分别计算饱和重度参数和非饱和重度参数； 基于所述饱和重度参数和所述非饱和重度参数计算， 得到所述重度。 3.根据权利要求2所述的基于地震作用的边坡预警方法， 其特征在于， 所述孔隙水压力 的计算方法包括： 基于每个所述滑体和所述浸润线形状计算， 得到第一高度差， 所述第一高度差为所述 滑体的顶部与所述浸润线的高度之差； 基于每个所述滑体获取 所述滑体的宽度； 基于所述第一高度差、 所述滑体的宽度和所述非饱和重度参数计算， 得到所述孔隙水 压力。 4.根据权利要求2所述的基于地震作用的边坡预警方法， 其特征在于， 基于所述滑面集 合， 根据每个所述滑体的参数和对应的所述第一参数计算， 得到下滑分力、 抗滑力和平衡力权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115115146 B 2包括： 基于每个所述土层的含水率确定内摩擦角和黏聚力； 基于每个所述滑体的重度、 所述 渗透力和所述 地震作用力计算， 得到所述下滑分力； 基于每个所述滑体的重度、 所述内摩擦角、 所述黏聚力、 所述滑体的宽度和相邻所述滑 体的剩余下滑力计算， 得到所述 抗滑力； 基于所述下滑分力、 所述抗滑力和传递系数计算， 得到所述平衡力； 所述传递系数是基 于每个所述滑体的滑面 倾角计算得到的系数。 5.基于地震作用的边坡预警装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块： 用于获取边坡的潜在滑面模型， 并得到滑面集合， 所述滑面集合是沿垂直于 地面的方向将所述潜在滑面模型分割为至少两个滑体的集 合； 第一计算模块： 用于基于所述滑面集合中的每个所述滑体分别计算第一参数， 所述第 一参数为重度、 孔隙水压力、 渗透力、 地震作用力和超孔隙水压力； 第二计算模块： 用于基于所述滑面集合， 根据每个所述滑体的参数和对应的所述第一 参数计算， 得到下滑分力、 抗滑力和平衡力； 安全系数模块： 用于基于所有的所述下滑分力、 所述抗滑力和所述平衡力计算， 得到边 坡的第一 安全系数； 预警等级模块： 用于基于所述第一 安全系数， 得到边坡的预警等级； 其中， 获取模块包括： 基于边坡的地质勘探数据建立 边坡模型； 基于所述 边坡模型利用库伦土 压力理论计算， 得到初始 滑面； 基于所述初始滑面确定控制点， 并利用强度折减法计算每个所述控制点的第 二安全系 数； 基于所有的所述第 二安全系数的最小值对应的所述控制点， 得到边坡的所述潜在滑面 模型； 其中， 安全系数模块包括根据计算公式并令E0＝0构建从第0块滑 体到第n块滑 体的方程 组计算求得计算第一 安全系数， 计算公式如下： Ei＝FsAi‑Ti+ ψiEi‑1 其中， Ei为第i块滑体的平衡力， i为从1到n的数Fs为第一安全系数； Ai为总的下滑分力； Ti为总的抗滑力； ψi为第i块滑体的传递系数； Ei‑1为抗滑桩所支挡滑块的上一滑块的剩余 下 滑力。 6.根据权利要求5所述的基于地震作用的边坡预警装置， 其特征在于， 所述第 一计算模 块包括： 第一获取单元： 用于基于每个所述滑体的地质勘探数据， 获取不同材质的土层的数量、 每个所述土层对应的含水率和干密度； 判断单元： 用于基于所有的所述含水率和预设阈值确定浸润线形状， 所述浸润线形状 是所有所述含水率中大于所述预设阈值的所述土层构成的三维平面； 第一处理单元： 用于基于所述浸润线形状和所述土层的数量分别计算饱和重度参数和 非饱和重度参数； 第二处理单元： 用于基于所述饱和重度参数和所述非饱和重度参数计算， 得到所述重权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115115146 B 3