水平位移变形监测(Horizontal Displacement Deformation Monitoring,HDDM)是分析监测体在水平面内位移变化的一种监测手段,由于长期以来水平位移变形监测倾向于变形显著性(Deformation Significance,DS)研究,因此水平位移分析容易造成忽略其它影响因素而仅仅考虑变形显著性,结果导致分析结果不全面,难以发现水平位移潜在变化规律。一致性矩阵(Consistency Matrix,CM)理论较好地解决了水平位移的整体一致性分析,但由于描述方法简单,该理论无法分析监测体其它危害类型,因此合理描述危害类型及建立相应数学方法成为目前水平位移变形分析中最为活跃的课题研究之一。为了有效描述监测体变形危害类型和实现其有效判断,论文以水平位移平面向量为研究工具,借鉴一致性描述方法,对水平位移变形进行了危害分类与数学建模。首先,通过将力学、地质条件与水平位移变形特征相结合,将监测体的水平位移危害描述为一致性、扭曲性、剪切性、聚中性和扩散性五种类型,并分析其各自特征与内在联系,建立定性定量相结合的语义描述。其次,提炼出五种危害类型的变形危险因子,并将之依次定性为单点合向量和总合向量、扭曲中心、一致性相反合向量、聚中中心和扩散中心。以危险因子为计算核心,利用观测向量矩阵、求角运算和设定比率阈值的方法实现危害类型的自动计算与识别。最后,选取三个典型水平位移监测项目作为实验工程,对论文提出的理论方法进行可行性与有效性验证。本文提出的方法具有一定的创新性,首先,各类危险性计算因子均以向量运算为基础,衡量方法精确不存在歧义性;其次,将向量纳入到观测向量矩阵,通过自定义矩阵实现危险性判断,有利于建立高效的批数据处理系统。最后,本文提出危险性判定算法是一种真实性水平位移分析方法,在可视化分析和危险性挖掘方面均优于当前数据处理方法。实验表明,相比于传统的水平位移分析方法,论文提出的危害类型及其算法具有较高的计算效率和有效性,可挖掘出水平位移潜在危害性变化规律,提高数据分析的全面性。同时,论文提出的理论与方法数学基础严密,实时性、动态性和可视性分析效果好,数据可挖掘能力较强。后续的研究应集中于完善危害类型描述和算法编程实现,以进一步提高方法的健壮性和计算效率。