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1绪论1

1.1 国内外研究进展及现状1

1.1.1 边坡变形与稳定性研究现状1

1.1.2 边坡变形监测技术方法及应用3

1.1.3 边坡变形失稳预测预报研究历史和现状7

1.2 存在的问题及本书研究目标9

2矿山复杂岩体边坡工程地质环境研究12

2.1 概况12

2.2 区域地质环境13

2.2.1 区域构造13

2.2.2 区域地层13

2.3 边坡工程地质分区14

2.4 矿区地层及边坡工程地质岩组特征15

2.4.1 矿区地层15

2.4.2 研究区域边坡位置和形状15

2.4.3 边坡工程地质岩组及风化特征15

2.5 边坡地质构造特征17

2.5.1 研究区域边坡断裂构造特征17

2.5.2 边坡岩体不连续面的统计分析19

2.6 边坡岩体结构特征及岩体破坏模式分析20

2.6.1 边坡岩体结构特征20

2.6.2 边坡岩体潜在破坏模式分析21

2.6.3 滑坡调查与分析23

3边坡岩体开挖的数值模拟研究25

3.1 研究方法及对象25

3.2 非线性有限差分方法及FLAC计算程序简介25

3.2.1 有限差分法25

3.2.2 FLAC程序简介26

3.3 边坡开挖二维数值模拟研究27

3.3.1 二维数值计算模型27

3.3.2 力学模型和参数29

3.3.3 模拟开挖过程35

3.3.4 二维模拟计算结果分析43

3.4 边坡开挖三维数值模拟研究44

3.4.1 三维数值计算模型44

3.4.2 力学模型和参数47

3.4.3 模拟开挖过程47

3.4.4 数值计算结果分析49

4边坡变形GPS动态监测控制网的优化设计研究74

4.1 露天矿边坡动态监测74

4.1.1 边坡监测目的与设计原则74

4.1.2 国外矿山边坡监测74

4.2 全球定位系统（GPS）简介75

4.2.1 GPS系统概述75

4.2.2 GPS系统的组成与应用76

4.3 GPS系统定位原理78

4.3.1 GPS卫星信号78

4.3.2 GPS观测量的基本概念79

4.3.3 短基线测相伪距观测方程及其线性化80

4.3.4 GPS静态相对定位原理及其线性组合83

4.4 水厂铁矿GPS控制网的建立及优化设计研究86

4.4.1 水厂铁矿边坡变形监控分级86

4.4.2 监测点的布设87

4.4.3 水厂铁矿边坡监测网的建立88

4.4.4 监测方式与周期90

4.4.5 水厂铁矿GPS控制网的优化设计研究90

5 GPS边坡变形动态监测数据处理及结果分析97

5.1 GPS控制网监测数据处理97

5.1.1 WGS-84坐标系统及其转化97

5.1.2 星历预报98

5.1.3 基线向量解算99

5.1.4 GPS控制网基线向量三维网平差101

5.2 GPS控制网平差结果及不确定度分析102

5.2.1 基线解算结果及观测质量分析102

5.2.2 网平差结果及其不确定度分析104

5.3 GPS控制网监测点变形结果106

5.4 边坡变形水平位移趋势等密图111

5.5 GPS边坡变形动态监测结果分析115

6基于BP神经网络边坡变形非线性预测模型研究117

6.1 神经网络的发展及其在岩土工程中的应用117

6.2 人工神经网络模型119

6.2.1 神经元模型119

6.2.2 神经元网络模型及其特性120

6.3 基于梯度下降法的BP神经网络121

6.3.1 BP神经网络概述121

6.3.2 基于梯度下降法的BP神经网络学习算法122

6.3.3 BP神经网络算法流程126

6.3.4 BP算法的不足及改进127

6.4 基于BP神经网络的边坡变形非线性预测模型129

6.4.1 影响边坡变形的敏感性因子129

6.4.2 预测模型输入输出变量数字化130

6.4.3 BP神经网络的设计分析133

6.4.4 BP神经网络预测模型的建立134

6.4.5 预测结果及分析139

7降雨入渗对潜在滑坡区域的稳定性影响研究140

7.1 降雨入渗的基本原理140

7.1.1 降雨入渗的影响及模拟140

7.1.2 降雨入渗特征142

7.1.3 饱和-非饱和渗流模型143

7.1.4 降雨入渗及地下水影响边坡稳定的机理分析144

7.2 拟研究潜在滑坡区边坡现状及模型参数145

7.3 计算模型建立146

7.3.1 GeoStudio软件简介146

7.3.2 计算模型147

7.3.3 边界条件147

7.3.4 岩土体的水力参数147

7.3.5 边坡降雨因素分析149

7.4 降雨入渗条件下数值分析150

7.4.1 渗流场变化模拟分析150

7.4.2 渗流场和应力场耦合分析和评价153

7.4.3 降雨对边坡稳定性的影响分析157

7.5 北区采场Ⅱ-1剖面边坡稳定性数值模拟研究159

7.5.1 24h降雨入渗作用下渗流场变化模拟159

7.5.2 24h降雨边坡渗流与应力耦合分析评价160

7.5.3 24h降雨入渗作用下边坡稳定性分析162

8基于灰色Verhulst理论的改进“斋藤法”边坡失稳预报研究163

8.1 边坡失稳预测预报的研究内容163

8.2 基于位移监测和蠕变理论的“斋藤法”164

8.3 改进的“斋藤法”166

8.3.1 改进的“斋藤法”曲线及变形阶段166

8.3.2 改进的“斋藤法”时间预报模型研究167

8.4 基于位移信息的Verhulst灰色模型168

8.4.1 加生成（AGO）168

8.4.2 Verhulst灰色模型169

8.4.3 系数a， b的灰色求解169

8.5 水厂铁矿北区采场上盘边坡失稳预测预报的研究170

8.5.1 监测点的布设170

8.5.2 监测方式与周期170

8.5.3 监测结果及边坡失稳发展阶段171

8.5.4 边坡失稳预测预报结果及分析172

8.6 四川省某自然滑坡预报研究175

8.6.1 滑坡基本特征及监测点布设175

8.6.2 滑坡监测及预测结果175

参考文献177