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　　【摘要】： 近年來,國民經濟的飛速發展,人類在諸如水電、露天采礦、能源及建筑等地質工程活動領域出現了越來越多的高陡邊坡,而這些高陡邊坡往往又成為制約經濟發展與安全生產成敗的重要因素。因此,對邊坡失穩的研究具有極其重要的理論和實際意義。本文針對露天礦邊坡的未來發展趨勢進行監測、預測和滑坡預報研究。最后借助于協同—分岔理論對邊坡的破壞時間進行預報。最終達到對邊坡進行失穩預測的目的,更重要的是給廣大的工程技術人員提供了一種研究、解決實際問題的新思路、新方法。 本論文首先綜合現有的監測儀器和監測方法,提出合理的露天礦邊坡監測方案。采取當今先進的GPS全球衛星定位技術在露天礦邊坡周邊布設5-7個控制點,鑒于GPS定位技術在高程數據上的精度缺陷和露天礦邊坡周邊的地形起伏較大,這里我們并沒有采用高程擬合的原則,而是對控制點的高程數據采用三等水準聯測的原則,最終在各控制點上利用精密全站儀對露天礦邊坡進行位移數據的監測。在預測方面對以往的預測理論做出綜合分析,然后從邊坡作為一個非線性耗散動力系統這個角度來考慮邊坡的穩定性。文中討論了如何有效正確地運用重構相空間和灰色理論對邊坡變形位移進行預測,進而求出系統的一些特征量如Lyapunov指數。利用該指數的不變性就可以建立位移預測模型,這樣就可以對邊坡未來的位移變化做出預測。文中通過大量算例對位移預測模型進行了檢驗,總結出重構相空間和灰色理論預測各自的預測規律,最終的運算證明預測結果是令人滿意的。最后借助于協同——分岔模型和位移速度角趨勢法來計算出邊坡可能破壞的時間。 本論文通過用美國微軟公司著名的應用程序開發工具—Visual C++ 6.0和SQL Server2000編制了運行在Windows 98/2000/XP等操作系統下的32位應用程序;特別是在數據管理方面采用高級語言對SQL2000數據庫外部執行的方法,使現場軟件操作人員不用了解數據庫的知識便可以輕松進行數據的管理,增加了軟件的可操作性;露天礦邊坡的位移預測預報過程的計算全部由計算機自動完成,一般技術人員所要做的僅僅是輸入測點的空間坐標數據和預測所需要的一些預測參數,通過選擇菜單選項和單擊按鈕,就能實現對白云鄂博鐵礦東礦邊坡失穩的預測,從而使廣大技術人員從復雜的計算中解放出來,把精力放在具體的理論研究中。 【關鍵詞】：時間序列 相空間重構 灰色理論 預測 邊坡 監測
【學位授予單位】：內蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TD861.1
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.198730
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 東礦邊坡概述12
• 1.1 地質背景12
• 1.2 基本概況12
• 2 白云鐵礦東礦邊坡監測方案12-27
• 2.1 白云東礦邊坡監測任務12-13
• 2.2 白云東礦邊坡監測的內容13
• 2.3 調查區內已有地形圖資料13
• 2.3.1 平面控制資料13
• 2.3.2 地形圖資料13
• 2.3.3 環境資料13
• 2.4 作業依據13-14
• 2.5 基本控制測量概述14
• 2.6 數學基礎和坐標精度14-15
• 2.6.1 坐標系統14
• 2.6.2 精度指標14
• 2.6.3 高程控制測量14-15
• 2.7 基本控制網的選點埋石、作業方法及精度15-24
• 2.7.1 控制網的選點埋石原則15-17
• 2.7.2 GPS 控制點的編號17
• 2.7.3 GPS 控制網的技術要求17-21
• 2.7.4 外業觀測工作21-24
• 2.7.5 野外返工的說明24
• 2.8 高程控制測量概述24-26
• 2.8.1 基本概述24
• 2.8.2 指標及作業方法24-26
• 2.9 邊坡細部測量與數據質量驗收26-27
• 2.9.1 細部測量的具體實施26-27
• 2.9.2 外業數據的質量驗收27
• 3 白云東礦邊坡失穩預測預報的概述27-30
• 3.1 邊坡失穩預測預報概念27-28
• 3.2 露天礦邊坡失穩預測預報研究意義28-29
• 3.3 東礦邊坡預測預報研究概述29-30
• 4 邊坡失穩區域的分布30-31
• 4.1 分布的不均衡性30-31
• 4.2 形成機制的地域差異性31
• 4.3 人類活動對滑坡的發展趨勢的影響日趨嚴重31
• 5 工程地質測繪與監測數據管理31-35
• 5.1 工程地質測繪的概念31-32
• 5.2 工程地質測繪的內容32-35
• 5.2.1 邊坡的地質環境32-35
• 5.2.2 邊坡的動力條件35
• 6 觀測數據的檢驗和預處理35-40
• 6.1 監測數據的性質36
• 6.2 監測數據的預處理36-37
• 6.3 數據庫的建立37-40
• 7 預測模型的建立40-57
• 7.1 預測模型的選擇40
• 7.2 灰色理論模型預測40-49
• 7.2.1 GM(1,N)模型機理40-41
• 7.2.2 GM(1,1)模型41-44
• 7.2.3 優化GM(1,1)模型44-46
• 7.2.4 GM(1,1)模型精度檢驗46-49
• 7.3 基于相空間重構理論預測模型建立49-57
• 7.3.1 嵌入維數m 及時滯系數τ的確定50-54
• 7.3.2 Lyapunov 指數的提取54-56
• 7.3.3 預報模式的建立56-57
• 7.3.4 預測時間尺度的定義57
• 8 預報分析57-62
• 8.1 滑坡的預報理論57-58
• 8.2 協同——分岔理論58
• 8.3 單狀態變量摩擦定律58-61
• 8.3.1 邊坡演化的分岔模型59-60
• 8.3.2 協同—分岔模型的建立60-61
• 8.4 位移速度角趨勢預報方法61-62
• 9 預報分析模型算例分析62-79
• 9.1 滑坡預報的實施步驟62
• 9.2 實例分析62-79
• 9.2.1 新灘算例63-66
• 9.2.2 臥龍室新灘滑坡算例66-70
• 9.2.3 基坑變形算例70-79
• 10 白云東礦邊坡算例79-89
• 10.1 確定邊坡最可能發生破壞的位置79
• 10.2 位移數據的觀測79-80
• 10.3 確定相關系數80-84
• 10.4 位移數據預測84-86
• 10.5 滑坡時間的預報86-87
• 10.6 新灘滑坡預報87-89
• 11 論文總結89-91
• 參考文獻91-94
• 在學研究成果94-95
• 致謝95