(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211071398.9 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 中国水利水电科 学研究院 地址 100089 北京市海淀区车公庄西路20 号 申请人 中水北方勘测设计 研究有限责任公 司 (72)发明人 马强　李郑淼　张顺福　郑慧洋　 陈翾屹　刘昌军　何秉顺　赵雪莹　 乔楠　武帅　 (74)专利代理 机构 北京维正专利代理有限公司 11508 专利代理师 赵万凯 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法、 系统及 终端设备 (57)摘要 本申请涉及滑坡监测预警的领域， 尤其是涉 及一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法、 系统及终 端设备， 其方法包括获取膨胀土边坡失稳的关键 因子； 基于所述关键因子， 建立膨胀土边坡失稳 模型； 基于所述膨胀土边坡失稳模型， 计算得到 膨胀土边坡失稳的临界状态值； 通过预埋于膨胀 土内的传感器， 得到所述膨胀土位移变化率； 根 据所述膨胀土位移变化率和临界状态 值， 判断膨 胀土边坡的目标失稳风险区间及目标膨胀位移 等级； 根据所述目标失稳风险区间及所述目标膨 胀位移等级， 得到膨胀土边坡渗透失稳的预测结 果。 将目标风险区间和目标膨胀位移等级结合起 来， 判断膨胀土边坡的稳定性， 判断结果更加准 确。 权利要求书2页 说明书9页 附图7页 CN 115544906 A 2022.12.30 CN 115544906 A 1.一种膨胀土边坡渗透失稳 预测方法， 其特 征在于， 包括： 获取膨胀土边坡失稳的关键因子； 基于所述关键因子， 建立 膨胀土边坡失稳模型； 基于所述 膨胀土边坡失稳模型， 计算得到膨胀土边坡失稳的临界状态值； 通过预埋于膨胀土内的传感器， 得到所述 膨胀土位移变化 率； 根据所述膨胀土位移变化率和临界状态值， 判断膨胀土边坡的目标失稳风险区间及目 标膨胀位移等级； 根据所述目标失稳风险区间及所述目标膨胀位移等级， 得到膨胀土边坡渗透失稳的预 测结果。 2.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法， 其特征在于： 所述关键因 子包括裂隙宽度、 裂隙区深度、 岸坡表层土体饱和渗透系数、 粘聚力和内摩擦角。 3.根据权利要求2所述的一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法， 其特征在于， 所述基于所 述关键因子， 建立 膨胀土边坡失稳模型包括： 所述膨胀土边坡失稳模型为： 。 4. 其中， A1和A2为土压力修正系数， B1和B2为含水率修正系数， C1和C2为灰度熵修正系 数， ωt为岸坡表层土体饱和渗透系数， ht为裂隙区深度， 为粘聚力和内摩擦角， 定义为裂隙宽度， α和β 为修正系数， 精确测量含水量深度变化值及裂 隙率时分别取1， Δ τ 为 膨胀土边坡失稳的临界状态。 5.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡渗透失稳 预测方法， 其特 征在于， 所述临界状态值 为大于零、 等于零或小于零； 若所述临界状态值大于零， 对应的所述 膨胀土边坡失稳为高失稳风险区间； 当所述膨胀土边坡失稳的临界状态等于零时， 所述 膨胀土边坡失稳处于中风险等级； 当所述膨胀土边坡失稳的临界状态小于零时， 所述 膨胀土边坡失稳处于无风险等级。 6.根据权利要求4所述的一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法， 其特征在于， 所述通过预 埋于膨胀土内的传感器， 得到所述 膨胀土位移变化 率包括： 通过传感器获取膨胀土上一时刻的位移以及膨胀土当前时刻的位移； 基于膨胀土上一时刻的位移以及膨胀土当前时刻的位移， 得到位移变化 量； 基于所述上一时刻和所述当前时刻， 得到位移时间差； 基于所述 位移变化 量和所述 位移时间差， 得到膨胀土位移变化 率。 7.根据权利要求5所述的一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法， 其特征在于， 所述根据 所 述膨胀土位移变化率和临界状态值， 判断膨胀土边坡的目标失稳风险区间及目标膨胀位移 等级， 包括： 当所述临界状态值大于零 时， 确定所述膨胀土边坡失稳的目标失稳风险区间为高失稳 风险区间； 当所述临界状态值等于零 时， 确定所述膨胀土边坡失稳的目标失稳风险区间为中失稳权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544906 A 2风险区间； 当所述临界状态值小于零 时， 确定所述膨胀土边坡失稳的目标失稳风险区间为低失稳 风险区间； 根据所述目标失稳风险区间及所述 膨胀土位移变化 率， 确定目标膨胀位移等级； 所述目标膨胀位移等级包括第一安全等级、 第二安全等级、 第三安全等级以及第 四安 全等级； 确定所述膨胀土位移变化率的目标范围， 所述目标范围包括第一范围、 第二范围、 第三范围和第四范围， 所述第一范围小于所述第二范围， 所述第二范围小于所述第三范围， 所述第三范围小于所述第四范围； 当所述膨胀土位移变化 率位于所述第一范围时， 膨胀土处于第一 安全等级； 当所述膨胀土位移变化 率位于所述第二范围时， 膨胀土处于第二 安全等级； 当所述膨胀土位移变化 率位于所述第一范围时， 膨胀土处于第三 安全等级； 当所述膨胀土位移变化 率位于所述第一范围时， 膨胀土处于第四安全等级。 8.根据权利要求1所述的一种膨胀土边坡渗透失稳预测方法， 其特征在于， 所述得到膨 胀土边坡渗透失稳的预测结果之后包括： 基于所述预测结果， 定位 膨胀土失稳位置； 基于所述失稳位置， 发出 预警信息 。 9.一种膨胀土边坡渗透失稳 预测系统， 其特 征在于， 包括： 第一获取模块(1)， 用于获取膨胀土边坡失稳的关键因子； 建立模块(2)， 用于基于所述关键因子， 建立 膨胀土边坡失稳模型； 计算模块(3)， 用于基于所述膨胀土边坡失稳模型， 计算得到膨胀土边坡失稳的临界状 态值； 第二获取模块(4)， 用于通过 预埋于膨胀土内的传感器， 得到所述 膨胀土位移变化 率； 判断模块(5)， 用于根据 所述膨胀土位移变化率和临界状态值， 判断膨胀土边坡的目标 失稳风险区间及目标膨胀位移等级； 预测模块(6)， 用于根据 所述目标失稳风险区间及所述目标膨胀位移等级， 得到膨胀土 边坡渗透失稳的预测结果。 10.一种终端设备， 包括存储器、 处理器， 其特征在于， 所述存储器储存有能够在处理器 上运行的计算机程序， 所述处理器加载并执行所述计算机程序时， 采用了权利要求 1‑7中任 一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544906 A 3