马尔可夫链理论在滑坡变形预测中的应用研究

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滑坡是一种多发性的地质灾害。我国是世界上滑坡灾害频发的国家之一,目前有近四分之一的陆地面积可能或正在遭受着滑坡灾害的威胁,由此带来的人身财产危害以及经济损失更是不可计数。随着我国经济建设的高速发展,岩土工程建设如火如荼的大规模开展,滑坡地段岩土体位移序列的预测也越来越受到人们的重视。能否准确的预测预报滑坡体未来的变形,从而给及时调整施工方案和采取必要紧急应对措施提供依据,显得具有重要的现实研究意义。本文在马尔可夫链模型的基础上,运用了模糊集思想和组合预测方法对滑坡位移变形进行预测,主要取得了以下成果:(1)将模糊集思想的马尔可夫链模型应用于滑坡预测中,并通过MATLAB编程实现以马氏性的显著性水平优选的模糊分组参数,在对凉水井滑坡平均变形实际一阶预测运用中优选出的单一区间占比参数0.9实现了较好预测结果,采用模糊集思想的级别特征值得到了准确的预测数值,其结果与真实值对比最大误差不超过1.2mm,平均误差不超过0.5mm。(2)首次将灰色-模糊权马尔可夫链模型应用于滑坡位移变形预测中,表现出极为显著的马氏性,并取得了满意的预测效果。结果相比灰色理论预测具有十分明显的精度提高,相比常用的加权马尔可夫链预测平均精度也有所提高。(3)对灰色-模糊权马尔可夫链模型进行敏感因子分析,得出采用完全模糊划分或无模糊划分(即WMCP)得到的结果逼近系数并没有0.4~0.6的模糊分组得到的高。另外模型中叠加了4步或5步的加权预测结果要好于1-3步加权的效果。(4)给出了模糊一阶马尔可夫链优选单一区间占比参数以及其模型预测方法的MATLAB计算过程,给出了灰色-模糊权马尔可夫链模型的MATLAB计算过程。为今后滑坡位移变形预测甚至岩土监测分析领域提供了良好的实用价值。
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