[1]张搏翔,宿凇林,宿文姬,等.基于有限元与LSTM机器学习模型的边坡稳定性预警分析[J].华南地震,2024,(02):61-68.[doi:10.13512/j.hndz.2024.02.08]
　ZHANG Boxiang,SU Songlin,SU Wenji,et al.Early Warning Analysis of Slope Stability Based on Finite Element and LSTM Machine Learning Model[J].,2024,(02):61-68.[doi:10.13512/j.hndz.2024.02.08]
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基于有限元与LSTM机器学习模型的边坡稳定性预警分析()
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华南地震[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
期数:
2024年02期
页码:
61-68
栏目:
地震与地质灾害
出版日期:
2024-06-30

文章信息/Info

Title:
Early Warning Analysis of Slope Stability Based on Finite Element and LSTM Machine Learning Model
文章编号:
1001-8662（2024）02-0061-08
作者:
张搏翔1; 宿凇林1; 宿文姬1; 魏平新2
1.华南理工大学土木与交通学院，广州 510641;2.广东省地质环境监测总站，广州 510510
Author(s):
ZHANG Boxiang1; SU Songlin1; SU Wenji1; WEI Pingxin2
1.School of Civil Engineering&Transportation ， South China University of Technology ， Guangzhou 510641， China;2.Guangdong General Station of Geological Environment Monitoring ， Guangzhou 510510， China
关键词:
LSTM机器学习模型; 有限元模拟; 有限差分法; 预警治理
Keywords:
LSTM machine learning model; Finite element simulation; Finite difference method; Early warning and management
分类号:
TU457
DOI:
10.13512/j.hndz.2024.02.08
文献标志码:
A
摘要:
从降水量与边坡含水量关系出发，找寻边坡物理力学性能与含水量的相关关系；然后进行某地区历史降雨量大数据分析，通过LSTM模型预测未来降水量，后利用FLAC3D进行有限元强度折减法分析模拟边坡破坏和位移情况并计算边坡稳定系数，找寻临界稳定系数对应的边坡含水量进而得知对应降水量大小。根据预测给出可能的危险时段，提出预警，以便于工程人员防护治理。研究发现危险情况集中于4月至9月部分时段，对于未来边坡预警和治理提供了新的可行应对方法。
Abstract:
Based on the relationship between precipitation and water content of the slope，the correlation between physical and mechanical properties of the slope and water content was explored. Then， the big data analysis of historical precipitation in a certain area was carried out，and the long short-term memory (LSTM) model was used to predict future precipitation. After that， the finite element strength reduction method was used to analyze and simulate the slope failure and displacement by FLAC3D， and the slope stability coefficient was calculated. The water content of the slope corresponding to the critical stability coefficient was found， and the corresponding precipitation was obtained. According to the prediction， the possible dangerous period was clarified for early warning， so as to facilitate the protection and management of engineering personnel. The results find that the dangerous situation is concentrated in some periods from April to September， which provides a new feasible response method for slope early warning and treatment in the future.

参考文献/References:

[1]王树照，崔亚军，魏敏，等.降雨对边坡稳定影响研究进展[J].渗流力学进展，2022，12（3）：21-31.
[2]聂启英.区域地质灾害风险调查与评价方法探讨——以太原市迎泽区为例[J]. 华北自然资源，2024（01）：146-149+153.
[3]蒋中明，熊小虎，曾铃.基于FLAC3D平台的边坡非饱和降雨入渗分析[J].岩土力学，2014，35（03）：855-861.
[4]王丽.含水量对土体强度的影响[J].内蒙古科技与经济， 2015（13）：99-100.
[5]曾立峰.考虑孔隙水赋存特性的非饱和土广义有效应力原理及抗剪强度模型研究[D].大连：大连理工大学.
[6]贺心怡，万烂军，龚水萍，等.采用LSTM的风电功率预测方法研究[J].福建电脑，2024，40（02）：36-39.
[7] Shi X，Chen Z，Wang H，et al. Convolutional LSTM network：a machine learning approach for precipitation nowcasting[C]//NIPS'15：Proceedings of the 28th International Conference on Neural Information Processing Systems. Cambridge，MA：MIT Press，2015（1）：802-810.
[8]张社荣，方鑫，和孙文.基于MIV-BP模型和AIC准则的盾构掘进参数优化研究[J].铁道标准设计，2019，63（08）：95-101.
[9]刘子振.持续降雨入渗非饱和黏土边坡失稳机理及其应用研究[D].兰州：兰州大学，2014.
[10] Ferziger J H，Peri? M，Street R L. Computational methods for fluid dynamics[M]. Berlin：Springer，2002.
[11]付饶，何敬，刘刚.基于改进YOLOv4的2021年海地7.2级地震震后滑坡识别[J].地震研究，2023，46（2）：300-307.
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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-11-15
基金项目：广东省自然资源厅科技项目（GDZRZYKJ2024008）；国家级大学生创新项目（202410561152）联合资助。
作者简介：张搏翔（2002-），男，本科，主要研究边坡稳定性预警分析。
通信作者：宿文姬（1969-），女，博士，副教授，从事工程防灾减灾研究。E-mail：wjsu@scut.edu.cn
更新日期/Last Update: 2024-06-30