基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演：方法與實踐一、引言1.1研究背景與意義在土木工程領(lǐng)域，邊坡工程極為常見，無論是道路建設(shè)中開挖山體形成的邊坡，還是水利工程中大壩周邊的邊坡，亦或是礦山開采時產(chǎn)生的邊坡，其穩(wěn)定性都對工程的安全與持久運行起著關(guān)鍵作用。邊坡一旦失穩(wěn)，引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，會對周邊的建筑物、交通設(shè)施造成嚴重破壞，威脅人們的生命財產(chǎn)安全。例如，2018年10月10日，318國道川藏線金沙江段發(fā)生山體滑坡，導(dǎo)致金沙江斷流并形成堰塞湖，周邊交通中斷，大量房屋被沖毀，造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)，如粘聚力和內(nèi)摩擦角，是評價邊坡穩(wěn)定性的核心因素。準確獲取這些參數(shù)，能夠為邊坡的設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，確定合理的邊坡坡度、支護結(jié)構(gòu)形式與規(guī)模，從而保障邊坡在施工與運營過程中的安全穩(wěn)定。在傳統(tǒng)的獲取巖土體抗剪強度參數(shù)的方法中，室內(nèi)試驗與現(xiàn)場取樣較為常用。室內(nèi)試驗通過對采集的巖土樣本進行直接剪切試驗、三軸試驗等，來測定抗剪強度參數(shù)?，F(xiàn)場取樣則是在工程現(xiàn)場直接獲取巖土體樣本進行測試。然而，這些方法存在諸多局限性。在取樣過程中，樣本的擾動難以避免，這會導(dǎo)致樣本的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，無法真實反映原位巖土體的特性；而且，由于取樣點的數(shù)量有限，難以全面涵蓋整個邊坡巖土體的空間變異性，導(dǎo)致獲取的參數(shù)不能準確代表整個邊坡的實際情況。隨著傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，位移監(jiān)測數(shù)據(jù)在評估邊坡穩(wěn)定性方面的重要性日益凸顯。通過在邊坡上布置各類位移監(jiān)測傳感器，如全站儀、GPS接收機、測斜儀等，可以實時、準確地獲取邊坡在不同時間段內(nèi)的位移變化信息。基于這些位移監(jiān)測數(shù)據(jù)反演邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)，具有較高的精度和可行性。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)反映的是邊坡巖土體在實際受力條件下的綜合響應(yīng)，包含了巖土體的力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征以及外部荷載等多方面信息。通過對這些數(shù)據(jù)的深入分析和反演計算，可以更準確地確定巖土體的抗剪強度參數(shù)，克服傳統(tǒng)方法的不足，為邊坡工程的設(shè)計、施工與維護提供更為可靠的依據(jù)，提高工程的安全性和可持續(xù)性。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演領(lǐng)域，國外學(xué)者開展了大量研究工作。早在20世紀70年代，就有學(xué)者開始嘗試利用現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行反演分析。隨著計算機技術(shù)和數(shù)值計算方法的發(fā)展，基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的反演分析方法逐漸得到廣泛應(yīng)用。在反演算法方面，國外學(xué)者提出了多種優(yōu)化算法。例如，遺傳算法以達爾文生物進化論中的自然選擇和遺傳變異為基礎(chǔ)，通過模擬生物進化過程中的選擇、交叉和變異操作，在解空間中搜索最優(yōu)解，用于邊坡抗剪強度參數(shù)反演時，能有效處理多參數(shù)優(yōu)化問題，但該算法計算量較大，收斂速度較慢。模擬退火算法基于固體退火原理，將固體在高溫下的熱運動狀態(tài)與優(yōu)化問題中的解空間相對應(yīng)，通過控制溫度參數(shù)，逐步降低系統(tǒng)的能量，從而找到全局最優(yōu)解，在反演中具有較強的全局搜索能力，不過對初始溫度和降溫速率等參數(shù)較為敏感。粒子群優(yōu)化算法模擬鳥群覓食行為，通過粒子之間的信息共享和相互協(xié)作，在解空間中尋找最優(yōu)解，應(yīng)用于反演時收斂速度快，易于實現(xiàn)，但容易陷入局部最優(yōu)。這些算法在不同程度上提高了反演的精度和效率。在實際應(yīng)用方面，國外有眾多成功案例。例如在某大型露天礦山邊坡工程中，通過長期的位移監(jiān)測，并運用有限元數(shù)值模擬與優(yōu)化反演算法相結(jié)合的方法，準確反演了邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)，為后續(xù)的邊坡穩(wěn)定性分析和加固設(shè)計提供了可靠依據(jù)，有效保障了礦山的安全生產(chǎn)。在公路邊坡工程中，利用位移監(jiān)測數(shù)據(jù)和先進的反演算法，確定了巖土體的抗剪強度參數(shù)，優(yōu)化了邊坡的設(shè)計方案，減少了工程投資，同時提高了邊坡的穩(wěn)定性。國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究起步相對較晚，但發(fā)展迅速。早期主要借鑒國外的研究成果和方法，并結(jié)合國內(nèi)工程實際進行應(yīng)用和改進。近年來，國內(nèi)學(xué)者在反演理論、算法和工程應(yīng)用等方面取得了一系列重要成果。在反演理論方面，國內(nèi)學(xué)者對傳統(tǒng)的位移反分析方法進行了深入研究和改進。提出了基于最小二乘法的位移反分析方法，通過構(gòu)建目標函數(shù)，使計算位移與實測位移的誤差平方和最小，從而求解抗剪強度參數(shù)，該方法原理簡單，計算效率較高，但對數(shù)據(jù)的準確性要求較高?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移反分析方法，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的非線性映射能力，建立位移與抗剪強度參數(shù)之間的關(guān)系模型，具有較好的適應(yīng)性和預(yù)測能力，但需要大量的訓(xùn)練樣本。此外，還發(fā)展了基于遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等智能算法的位移反分析方法，進一步提高了反演的精度和可靠性。在算法改進方面，國內(nèi)學(xué)者針對傳統(tǒng)算法的不足，提出了多種改進策略。例如，對遺傳算法進行改進，采用自適應(yīng)交叉和變異算子，根據(jù)種群的進化狀態(tài)自動調(diào)整交叉和變異概率，提高了算法的收斂速度和搜索能力；將粒子群優(yōu)化算法與其他算法相結(jié)合，如與模擬退火算法結(jié)合，形成一種新的混合算法，既利用了粒子群優(yōu)化算法的快速收斂性，又借助了模擬退火算法的全局搜索能力，有效避免了粒子群優(yōu)化算法陷入局部最優(yōu)的問題。在工程應(yīng)用方面，國內(nèi)眾多重大工程中成功應(yīng)用了基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演技術(shù)。在三峽工程庫區(qū)邊坡穩(wěn)定性研究中，通過對大量位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和反演計算，準確獲取了邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)，為庫區(qū)邊坡的穩(wěn)定性評價和防治措施的制定提供了重要依據(jù)。在西南地區(qū)的高速公路建設(shè)中，針對復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡工程，運用位移反演技術(shù)確定了巖土體的抗剪強度參數(shù)，優(yōu)化了邊坡的支護方案，保障了公路的安全施工和運營。盡管國內(nèi)外在基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演方面取得了顯著成果，但仍存在一些不足之處。一方面，現(xiàn)有反演方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量要求較高，當監(jiān)測數(shù)據(jù)存在噪聲、缺失或異常值時，會對反演結(jié)果產(chǎn)生較大影響。另一方面，反演算法的計算效率和精度有待進一步提高，特別是對于復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡，反演結(jié)果的可靠性還需要進一步驗證。此外，目前的研究大多側(cè)重于單一邊坡的反演分析，對于邊坡群或具有空間相關(guān)性的邊坡系統(tǒng)，研究還相對較少。針對這些問題，本文將從數(shù)據(jù)處理、算法優(yōu)化和模型改進等方面展開研究，旨在提高基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演的精度和可靠性，為邊坡工程的設(shè)計和施工提供更加科學(xué)的依據(jù)。1.3研究內(nèi)容與方法本研究主要圍繞基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演展開，具體內(nèi)容涵蓋力學(xué)模型建立、數(shù)據(jù)處理以及反演方法等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在力學(xué)模型建立方面，本研究將針對具體的邊坡工程實際狀況，對常用的Mohr-Coulomb模型、Hoek-Brown模型等進行深入分析與比較。Mohr-Coulomb模型基于Mohr強度理論，假設(shè)材料的破壞準則為剪切破壞，通過抗剪強度包絡(luò)線來描述巖土體的抗剪強度特性，表達式為\tau=c+\sigma\tan\varphi，其中\(zhòng)tau為抗剪強度，c為粘聚力，\sigma為正應(yīng)力，\varphi為內(nèi)摩擦角，該模型形式簡單，物理意義明確，在工程中應(yīng)用廣泛。Hoek-Brown模型則考慮了巖體的地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)特征等因素，適用于節(jié)理發(fā)育的巖體，其表達式為\sigma_{1}=\sigma_{3}+\sqrt{m_\sigma_{c}\sigma_{3}+s\sigma_{c}^{2}}，其中\(zhòng)sigma_{1}和\sigma_{3}分別為最大和最小主應(yīng)力，m_、s為與巖體性質(zhì)相關(guān)的參數(shù)，\sigma_{c}為巖石的單軸抗壓強度。根據(jù)邊坡巖土體的類型、結(jié)構(gòu)特征以及地質(zhì)條件等，合理選擇最能準確描述邊坡巖土體力學(xué)行為的模型，并確定需要反演的參數(shù)，如粘聚力、內(nèi)摩擦角等，為后續(xù)的反演分析奠定堅實的理論基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，利用先進的傳感技術(shù)獲取的位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，精確記錄邊坡在不同時間段內(nèi)的位移變化情況。依據(jù)位移數(shù)據(jù)的時序特征，運用科學(xué)合理的數(shù)據(jù)處理方法，如濾波處理，去除數(shù)據(jù)中的噪聲干擾；采用插值處理，對缺失的數(shù)據(jù)進行補充；通過去噪處理，提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，從而取得準確的位移變化量。同時，對位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行異常值檢測和處理，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為反演分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在反演方法上，本研究采用逆分析方法，結(jié)合數(shù)值計算與優(yōu)化算法來反演邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)。通過構(gòu)建目標函數(shù)，以模擬的位移變化數(shù)據(jù)與實測位移數(shù)據(jù)的誤差最小化為目標，利用優(yōu)化算法，如遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等，對模型參數(shù)進行不斷調(diào)整和優(yōu)化。遺傳算法通過模擬生物進化過程中的選擇、交叉和變異操作，在解空間中搜索最優(yōu)解；粒子群優(yōu)化算法則模擬鳥群覓食行為，通過粒子之間的信息共享和相互協(xié)作，尋找最優(yōu)解。在迭代過程中，根據(jù)每次計算得到的模擬位移與實測位移的差異，不斷調(diào)整抗剪強度參數(shù)，使模擬結(jié)果逐漸逼近真實的位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而逐漸接近真實的抗剪強度參數(shù)。為了驗證反演方法的準確性和可靠性，本研究選取典型的邊坡工程案例進行深入分析。收集該邊坡的位移監(jiān)測數(shù)據(jù)、地質(zhì)勘察資料等，運用建立的力學(xué)模型和反演方法進行抗剪強度參數(shù)反演，并將反演結(jié)果與傳統(tǒng)的室內(nèi)試驗結(jié)果、現(xiàn)場原位測試結(jié)果進行對比分析。通過對比，評估反演方法的精度和有效性，進一步優(yōu)化反演方法，提高反演結(jié)果的可靠性，為邊坡工程的設(shè)計和施工提供更為科學(xué)、準確的依據(jù)。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1邊坡穩(wěn)定性分析理論邊坡穩(wěn)定性分析是巖土工程領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容，其目的在于評估邊坡在各種因素作用下保持穩(wěn)定的能力，為工程設(shè)計和災(zāi)害防治提供關(guān)鍵依據(jù)。目前，邊坡穩(wěn)定性分析方法主要包括極限平衡法、數(shù)值分析法等，這些方法在抗剪強度參數(shù)反演中發(fā)揮著不可或缺的作用。極限平衡法是邊坡穩(wěn)定性分析中應(yīng)用最為廣泛的經(jīng)典方法之一，其基本原理是基于剛體極限平衡理論，假定邊坡巖土體破壞是由于邊坡內(nèi)產(chǎn)生滑動面，部分坡體沿滑動面滑動所致。該方法通過考慮滑動面形成的隔離體的靜力平衡，確定沿滑面發(fā)生滑動時的破壞荷載，以此判斷滑體的穩(wěn)定狀態(tài)或穩(wěn)定程度。在實際應(yīng)用中，常將滑動土體豎向劃分為多個土條，對每個土條進行受力分析，通過建立力和力矩的平衡方程求解邊坡的安全系數(shù)。瑞典條分法是極限平衡法的典型代表，由瑞典學(xué)者彼得森于1916年提出。該方法假定滑動面為圓弧面，不考慮土條間的相互作用力，將土條視為獨立的剛體進行分析。其計算過程相對簡單，通過對每個土條的重力、滑面法向力和切向力進行分析，建立力矩平衡方程，從而求解邊坡的安全系數(shù)。然而，由于忽略了土條間的相互作用，瑞典條分法的計算結(jié)果往往偏于保守。畢肖普條分法在瑞典條分法的基礎(chǔ)上進行了改進，考慮了土條間的相互作用力，使計算結(jié)果更加接近實際情況。該方法假定土條兩側(cè)的條間力合力作用線與土條底面平行，通過建立力和力矩的平衡方程，迭代求解邊坡的安全系數(shù)。與瑞典條分法相比，畢肖普條分法在計算中計入了土條間作用力的影響，能更準確地反映邊坡的實際受力狀態(tài)，求得的安全系數(shù)相對較高。簡布條分法，又稱普遍條分法，適用于任意形狀的滑裂面。該方法假定邊坡穩(wěn)定為平面應(yīng)變問題，整個滑裂面上的穩(wěn)定安全系數(shù)相同，并對土條間作用力的合力作用點連線（推力線）做出了相應(yīng)假定。通過對土條進行詳細的受力分析，建立力和力矩的平衡方程，求解邊坡的安全系數(shù)。簡布條分法的應(yīng)用范圍廣泛，能夠處理各種復(fù)雜的邊坡情況，但計算過程相對復(fù)雜，需要較多的迭代計算。極限平衡法在抗剪強度參數(shù)反演中具有重要作用。在反演過程中，通常假定邊坡處于極限平衡狀態(tài)，即安全系數(shù)為1，通過已知的邊坡幾何形狀、荷載條件和巖土體力學(xué)模型，利用極限平衡方程反推滑動面的抗剪強度參數(shù)。例如，已知某邊坡的滑體重量、滑面形狀和坡角等信息，根據(jù)瑞典條分法或畢肖普條分法的平衡方程，可以建立關(guān)于抗剪強度參數(shù)（粘聚力和內(nèi)摩擦角）的方程，通過求解該方程得到抗剪強度參數(shù)的反演值。數(shù)值分析法是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而興起的邊坡穩(wěn)定性分析方法，主要包括有限元法、有限差分法和離散元法等。這些方法基于彈塑性理論，將邊坡巖土體視為連續(xù)介質(zhì)或離散體，通過數(shù)值計算求解邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等物理量，從而評估邊坡的穩(wěn)定性。有限元法是一種常用的數(shù)值分析方法，它將邊坡模型離散為有限個單元，通過對每個單元進行力學(xué)分析，建立單元剛度矩陣，然后將所有單元的剛度矩陣組裝成整體剛度矩陣，求解線性方程組得到邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布。有限元法能夠考慮巖土體的非線性本構(gòu)關(guān)系、復(fù)雜的邊界條件和荷載情況，對邊坡的力學(xué)行為進行更準確的模擬。例如，在分析含有軟弱夾層的邊坡時，有限元法可以通過合理設(shè)置材料參數(shù)和單元類型，準確模擬軟弱夾層對邊坡穩(wěn)定性的影響。有限差分法是另一種重要的數(shù)值分析方法，它將求解區(qū)域劃分為網(wǎng)格，通過差商近似代替導(dǎo)數(shù)，將控制方程轉(zhuǎn)化為差分方程進行求解。有限差分法的計算原理相對簡單，易于編程實現(xiàn)，在邊坡穩(wěn)定性分析中也得到了廣泛應(yīng)用。離散元法則適用于分析節(jié)理巖體等非連續(xù)介質(zhì)的邊坡穩(wěn)定性，它將巖體離散為多個離散單元，考慮單元間的接觸和相互作用，模擬巖體的破壞過程和變形特征。在抗剪強度參數(shù)反演中，數(shù)值分析法通過建立邊坡的數(shù)值模型，模擬不同抗剪強度參數(shù)下邊坡的位移響應(yīng)，然后將模擬位移與實測位移進行對比，通過優(yōu)化算法不斷調(diào)整抗剪強度參數(shù)，使模擬位移與實測位移的誤差最小化，從而實現(xiàn)抗剪強度參數(shù)的反演。例如，利用有限元軟件建立邊坡的數(shù)值模型，輸入不同的粘聚力和內(nèi)摩擦角值，計算邊坡在相應(yīng)參數(shù)下的位移，將計算位移與實際監(jiān)測得到的位移進行比較，根據(jù)兩者的差異調(diào)整抗剪強度參數(shù)，經(jīng)過多次迭代計算，最終得到與實測位移最匹配的抗剪強度參數(shù)值。極限平衡法和數(shù)值分析法在邊坡穩(wěn)定性分析和抗剪強度參數(shù)反演中各有優(yōu)勢。極限平衡法概念清晰、計算簡便，在工程實踐中積累了豐富的經(jīng)驗，但對復(fù)雜地質(zhì)條件和非線性問題的處理能力有限；數(shù)值分析法能夠更準確地模擬邊坡的力學(xué)行為和變形過程，但計算過程復(fù)雜，對計算機性能和專業(yè)知識要求較高。在實際應(yīng)用中，通常將兩種方法結(jié)合使用，充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢，以提高邊坡穩(wěn)定性分析和抗剪強度參數(shù)反演的準確性和可靠性。2.2抗剪強度參數(shù)概述抗剪強度參數(shù)是描述巖土體抗剪能力的關(guān)鍵指標，主要包括內(nèi)摩擦角和凝聚力，它們對邊坡穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。內(nèi)摩擦角是衡量巖土體內(nèi)部顆粒之間摩擦力大小的參數(shù)，其本質(zhì)反映了巖土體顆粒間的相互作用和咬合程度。在顆粒間相互滑動時，內(nèi)摩擦角越大，顆粒間的摩擦力就越大，巖土體抵抗剪切變形的能力也就越強。對于砂性土而言，其抗剪強度主要來源于內(nèi)摩擦力，內(nèi)摩擦角的大小直接決定了砂性土的抗剪強度。在一些松散的砂土邊坡中，內(nèi)摩擦角較小，當受到外部荷載或地下水作用時，砂土顆粒容易發(fā)生相對滑動，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。而對于密實的砂土，內(nèi)摩擦角較大，其抗剪強度較高，邊坡相對較為穩(wěn)定。凝聚力是指巖土體顆粒之間的膠結(jié)力和分子間作用力，它使巖土體顆粒能夠相互粘結(jié)在一起，共同抵抗外力的作用。凝聚力的產(chǎn)生與巖土體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征以及成巖作用等因素密切相關(guān)。在粘性土中，由于顆粒細小，顆粒間的分子作用力較強，且存在一定的膠結(jié)物質(zhì)，因此粘性土具有較高的凝聚力。例如，在一些由粘土組成的邊坡中，即使邊坡坡度較陡，在沒有外部強烈干擾的情況下，由于凝聚力的作用，邊坡仍能保持相對穩(wěn)定。而對于一些風化嚴重的巖體，由于結(jié)構(gòu)破壞，凝聚力降低，邊坡的穩(wěn)定性也會相應(yīng)下降。內(nèi)摩擦角和凝聚力共同決定了巖土體的抗剪強度，其表達式通常采用Mohr-Coulomb強度準則，即\tau=c+\sigma\tan\varphi，其中\(zhòng)tau為抗剪強度，c為凝聚力，\sigma為作用在剪切面上的法向應(yīng)力，\varphi為內(nèi)摩擦角。這一準則表明，巖土體的抗剪強度由兩部分組成，一部分是與法向應(yīng)力無關(guān)的凝聚力，另一部分是與法向應(yīng)力成正比的摩擦力，其比例系數(shù)為內(nèi)摩擦角的正切值?？辜魪姸葏?shù)對邊坡穩(wěn)定性的影響機制主要體現(xiàn)在以下幾個方面。當邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)較高時，即內(nèi)摩擦角和凝聚力較大，巖土體能夠承受更大的剪應(yīng)力，邊坡的穩(wěn)定性就越好。在穩(wěn)定的邊坡中，巖土體的抗剪強度大于實際作用在邊坡上的剪應(yīng)力，邊坡處于安全狀態(tài)。相反，當抗剪強度參數(shù)降低時，如巖土體受到風化、水的浸泡等作用，內(nèi)摩擦角和凝聚力減小，邊坡能夠承受的剪應(yīng)力也隨之降低。當實際剪應(yīng)力超過抗剪強度時，邊坡就會發(fā)生滑動破壞，導(dǎo)致滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。在降雨入滲的情況下，地下水水位上升，巖土體飽水，顆粒間的有效應(yīng)力減小，內(nèi)摩擦角和凝聚力降低，從而使邊坡的穩(wěn)定性降低，容易引發(fā)滑坡。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.3位移監(jiān)測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理2.3.1位移監(jiān)測技術(shù)原理位移監(jiān)測是獲取邊坡變形信息的關(guān)鍵手段，其技術(shù)原理基于不同的物理特性和測量方法，常見的邊坡位移監(jiān)測技術(shù)包括全站儀監(jiān)測、GPS監(jiān)測等，每種技術(shù)都有其獨特的工作原理和適用場景。全站儀監(jiān)測是一種基于光學(xué)和電子技術(shù)的測量方法，它通過發(fā)射和接收電磁波來測量目標點的距離、角度等信息，從而確定目標點的三維坐標。全站儀主要由測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。在邊坡位移監(jiān)測中，首先在邊坡上選定若干個監(jiān)測點，并在這些點上設(shè)置反射棱鏡。全站儀安置在穩(wěn)定的基準點上，通過瞄準反射棱鏡，測量出全站儀與監(jiān)測點之間的斜距、水平角和垂直角。根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)，利用三角測量原理，可以計算出監(jiān)測點相對于基準點的三維坐標。通過對不同時間段內(nèi)監(jiān)測點坐標的對比分析，即可得到邊坡的位移變化情況。全站儀監(jiān)測具有測量精度高、測量范圍廣、可測量多種物理量等優(yōu)點，適用于地形復(fù)雜、通視條件較好的邊坡監(jiān)測。在山區(qū)公路邊坡監(jiān)測中，全站儀能夠準確測量出邊坡上各個監(jiān)測點的位移，為邊坡穩(wěn)定性分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持。然而，全站儀監(jiān)測需要通視條件良好，受天氣和地形影響較大，在惡劣天氣或地形復(fù)雜的區(qū)域，其測量精度和效率會受到一定影響。GPS監(jiān)測是基于全球定位系統(tǒng)的一種位移監(jiān)測技術(shù)，它利用衛(wèi)星發(fā)射的信號來確定監(jiān)測點的位置。GPS系統(tǒng)由空間衛(wèi)星星座、地面控制部分和用戶設(shè)備三大部分組成。在邊坡位移監(jiān)測中，在邊坡上布置GPS接收機，接收機接收來自多顆衛(wèi)星的信號，并測量出衛(wèi)星信號到達接收機的時間。由于衛(wèi)星的位置是已知的，根據(jù)信號傳播時間和光速，可以計算出接收機與衛(wèi)星之間的距離。通過測量多個衛(wèi)星與接收機之間的距離，并利用三角測量原理，即可確定GPS接收機的三維坐標，從而得到監(jiān)測點的位置。GPS監(jiān)測具有全天候、高精度、實時性強、可實現(xiàn)遠程監(jiān)測等優(yōu)點，適用于大面積、地形復(fù)雜的邊坡監(jiān)測。在大型露天礦山邊坡監(jiān)測中，GPS系統(tǒng)可以實時獲取邊坡上各個監(jiān)測點的位移信息，及時發(fā)現(xiàn)邊坡的變形趨勢。但是，GPS監(jiān)測容易受到信號遮擋、多路徑效應(yīng)等因素的影響，在建筑物密集或樹木茂密的區(qū)域，信號質(zhì)量可能會下降，影響測量精度。除了全站儀監(jiān)測和GPS監(jiān)測外，還有其他一些位移監(jiān)測技術(shù)，如激光位移監(jiān)測、測斜儀監(jiān)測等。激光位移監(jiān)測利用激光的反射原理，通過測量激光束從發(fā)射到接收的時間或相位變化，來確定監(jiān)測點的位移，具有精度高、非接觸式測量等優(yōu)點，適用于對精度要求較高的邊坡位移監(jiān)測。測斜儀監(jiān)測則通過測量鉆孔或土體內(nèi)部的傾斜角度變化，來推算邊坡的水平位移，常用于監(jiān)測邊坡內(nèi)部的深層位移。不同的位移監(jiān)測技術(shù)在原理、精度、適用場景等方面存在差異，在實際工程中，需要根據(jù)邊坡的具體情況和監(jiān)測要求，選擇合適的監(jiān)測技術(shù)，以確保能夠準確、及時地獲取邊坡的位移信息，為邊坡穩(wěn)定性分析和抗剪強度參數(shù)反演提供可靠的數(shù)據(jù)支持。2.3.2位移監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接影響到邊坡穩(wěn)定性分析和抗剪強度參數(shù)反演的準確性，因此，需要對位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、異常值剔除、濾波等處理，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。在對位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析之前，首先要進行預(yù)處理，主要包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)缺失值處理和數(shù)據(jù)歸一化等。由于不同的監(jiān)測設(shè)備采集的數(shù)據(jù)格式可能不同，為了便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析，需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式。對于數(shù)據(jù)中存在的缺失值，需要采用合適的方法進行處理。常用的方法有插值法，根據(jù)相鄰數(shù)據(jù)點的數(shù)值，通過線性插值、樣條插值等方法對缺失值進行估計和補充；均值填充法，用該變量的均值來填充缺失值。數(shù)據(jù)歸一化是將數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍統(tǒng)一到一個特定的區(qū)間，如[0,1]或[-1,1]，這樣可以消除不同變量之間的量綱差異，提高數(shù)據(jù)處理的準確性和效率。常用的歸一化方法有最小-最大歸一化，通過將數(shù)據(jù)映射到[0,1]區(qū)間，計算公式為x_{norm}=\frac{x-x_{min}}{x_{max}-x_{min}}，其中x為原始數(shù)據(jù)，x_{min}和x_{max}分別為數(shù)據(jù)的最小值和最大值；Z-score歸一化，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為均值為0，標準差為1的標準正態(tài)分布，計算公式為x_{norm}=\frac{x-\mu}{\sigma}，其中\(zhòng)mu為數(shù)據(jù)的均值，\sigma為數(shù)據(jù)的標準差。異常值是指與其他數(shù)據(jù)明顯不同的數(shù)據(jù)點，可能是由于監(jiān)測設(shè)備故障、外界干擾等原因?qū)е碌?。如果不及時剔除異常值，會對數(shù)據(jù)分析結(jié)果產(chǎn)生嚴重影響。常見的異常值檢測方法有基于統(tǒng)計的方法，假設(shè)數(shù)據(jù)服從某種分布，如正態(tài)分布，通過計算數(shù)據(jù)的均值和標準差，設(shè)定一個閾值，超出閾值的數(shù)據(jù)點被視為異常值；基于距離的方法，計算每個數(shù)據(jù)點與其他數(shù)據(jù)點之間的距離，距離超過一定閾值的數(shù)據(jù)點被認為是異常值；基于機器學(xué)習(xí)的方法，利用聚類算法、孤立森林算法等機器學(xué)習(xí)算法對數(shù)據(jù)進行分析，識別出異常值。在識別出異常值后，需要根據(jù)具體情況進行處理。如果異常值是由于監(jiān)測設(shè)備故障導(dǎo)致的，可以重新校準設(shè)備或更換設(shè)備后重新測量；如果是由于外界干擾導(dǎo)致的，可以根據(jù)周圍數(shù)據(jù)點的變化趨勢，對異常值進行修正或剔除。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)中通常包含噪聲，這些噪聲會影響數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，因此需要進行濾波處理。常見的濾波方法有滑動平均濾波，通過對連續(xù)的多個數(shù)據(jù)點進行平均，來平滑數(shù)據(jù)曲線，消除噪聲的影響。其原理是對于一個時間序列x_1,x_2,\cdots,x_n，取窗口大小為m，則第i個數(shù)據(jù)點的濾波值y_i為y_i=\frac{1}{m}\sum_{j=i-\frac{m-1}{2}}^{i+\frac{m-1}{2}}x_j（當m為奇數(shù)時）。高斯濾波是一種基于高斯函數(shù)的線性平滑濾波方法，它根據(jù)高斯函數(shù)的權(quán)重對數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均，能夠有效地去除噪聲，同時保留數(shù)據(jù)的主要特征。其濾波公式為y_i=\sum_{j=-k}^{k}G(j)\cdotx_{i+j}，其中G(j)是高斯函數(shù)，k是濾波窗口的半寬度。小波濾波則是利用小波變換將信號分解為不同頻率的成分，然后對高頻成分進行閾值處理，去除噪聲，再通過小波逆變換重構(gòu)信號，適用于處理非平穩(wěn)信號，能夠在去除噪聲的同時保留信號的突變信息。通過對位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、異常值剔除和濾波等處理，可以有效地提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，為后續(xù)的邊坡穩(wěn)定性分析和抗剪強度參數(shù)反演提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，確保分析結(jié)果的準確性和可靠性。三、基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的反演方法3.1力學(xué)模型建立3.1.1Mohr-Coulomb模型Mohr-Coulomb模型是巖土力學(xué)中最為經(jīng)典且應(yīng)用廣泛的力學(xué)模型之一，它基于Mohr強度理論，深入剖析材料的破壞機制。該理論認為，材料的破壞本質(zhì)上是剪切破壞，當材料某一平面上的剪應(yīng)力達到一定程度，超過了材料的抗剪強度時，材料便會發(fā)生破壞。而抗剪強度則通過抗剪強度包絡(luò)線來精準描述，這一模型的表達式為\tau=c+\sigma\tan\varphi。其中，\tau代表抗剪強度，它是衡量材料抵抗剪切變形能力的關(guān)鍵指標；c為粘聚力，體現(xiàn)了材料顆粒之間的膠結(jié)力和分子間作用力，使得顆粒能夠相互粘結(jié)，共同抵御外力；\sigma表示正應(yīng)力，即垂直作用于剪切面的應(yīng)力；\varphi為內(nèi)摩擦角，反映了材料內(nèi)部顆粒之間的摩擦力大小，內(nèi)摩擦角越大，顆粒間的摩擦力就越強，材料抵抗剪切變形的能力也就越高。在邊坡巖土體力學(xué)行為的描述中，Mohr-Coulomb模型具有不可替代的重要作用。在分析邊坡穩(wěn)定性時，該模型能夠清晰地確定邊坡巖土體的極限平衡狀態(tài)。通過計算邊坡內(nèi)不同位置的應(yīng)力狀態(tài)，并與Mohr-Coulomb模型的抗剪強度進行對比，可以準確判斷邊坡是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。若邊坡內(nèi)某點的剪應(yīng)力超過了由粘聚力和內(nèi)摩擦角確定的抗剪強度，那么該點就會發(fā)生剪切破壞，進而可能引發(fā)邊坡的整體失穩(wěn)。在實際工程中，通過現(xiàn)場勘察獲取邊坡巖土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角等參數(shù)，再運用Mohr-Coulomb模型進行分析，能夠為邊坡的支護設(shè)計提供關(guān)鍵依據(jù)，確定合理的支護結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，以確保邊坡的穩(wěn)定性。在某山區(qū)公路邊坡工程中，通過對現(xiàn)場巖土體進行取樣試驗，得到粘聚力c=20kPa，內(nèi)摩擦角\varphi=30^{\circ}，利用Mohr-Coulomb模型計算出邊坡在當前工況下的安全系數(shù)，根據(jù)安全系數(shù)的大小判斷邊坡的穩(wěn)定性，并據(jù)此設(shè)計了合適的擋土墻和錨桿支護結(jié)構(gòu)，有效保障了公路邊坡的安全。然而，Mohr-Coulomb模型也存在一定的局限性。該模型假設(shè)材料是均勻、連續(xù)且各向同性的，而實際的邊坡巖土體往往存在著節(jié)理、裂隙等不連續(xù)面，這些不連續(xù)面會顯著影響巖土體的力學(xué)性質(zhì)和破壞模式，使得Mohr-Coulomb模型的計算結(jié)果與實際情況存在一定偏差。該模型未充分考慮中間主應(yīng)力對材料強度的影響，在一些復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下，其計算結(jié)果的準確性會受到影響。3.1.2Hoek-Brown模型Hoek-Brown模型是一種專門針對巖體力學(xué)行為的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停哂歇毺氐奶攸c和明確的適用條件。該模型充分考慮了巖體的地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)特征以及巖石的強度等多方面因素，能夠更準確地描述節(jié)理發(fā)育巖體的力學(xué)行為。其表達式為\sigma_{1}=\sigma_{3}+\sqrt{m_\sigma_{c}\sigma_{3}+s\sigma_{c}^{2}}，其中\(zhòng)sigma_{1}和\sigma_{3}分別為最大和最小主應(yīng)力，它們反映了巖體在受力過程中的應(yīng)力狀態(tài)；m_、s是與巖體性質(zhì)緊密相關(guān)的參數(shù)，m_體現(xiàn)了巖體的軟硬程度和節(jié)理的發(fā)育程度，s則反映了巖體的完整程度和結(jié)構(gòu)面的粘結(jié)強度；\sigma_{c}為巖石的單軸抗壓強度，是衡量巖石強度的重要指標。Hoek-Brown模型的適用條件主要包括：巖體應(yīng)具有一定的節(jié)理發(fā)育程度，且節(jié)理的分布和性質(zhì)對巖體的力學(xué)行為有顯著影響；在圍壓范圍0???\sigma_{3}???0.5\sigma_{c}內(nèi)，該模型能較好地擬合巖石三軸壓縮試驗數(shù)據(jù)，準確描述巖體的強度特性。在地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析中，由于圍巖通常受到復(fù)雜的地應(yīng)力作用，且存在大量節(jié)理裂隙，Hoek-Brown模型能夠充分考慮這些因素，通過合理確定模型參數(shù)，準確評估圍巖的穩(wěn)定性，為洞室的支護設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。與Mohr-Coulomb模型相比，Hoek-Brown模型具有明顯的差異。Mohr-Coulomb模型相對簡單，主要通過粘聚力和內(nèi)摩擦角來描述材料的抗剪強度，適用于較為均質(zhì)、連續(xù)的巖土體。而Hoek-Brown模型則更加復(fù)雜，考慮了巖體的地質(zhì)特征和結(jié)構(gòu)面的影響，適用于節(jié)理發(fā)育、地質(zhì)條件復(fù)雜的巖體。在計算方法上，Mohr-Coulomb模型的計算過程相對簡便，通過簡單的公式即可計算出抗剪強度；而Hoek-Brown模型的計算需要確定多個與巖體性質(zhì)相關(guān)的參數(shù)，計算過程較為復(fù)雜，且對參數(shù)的準確性要求較高。在某大型水利工程的壩基巖體穩(wěn)定性分析中，對于壩基巖體中較為完整、節(jié)理不發(fā)育的部分，采用Mohr-Coulomb模型進行分析，計算結(jié)果較為準確；而對于節(jié)理密集發(fā)育的部分，Mohr-Coulomb模型的計算結(jié)果與實際情況偏差較大，采用Hoek-Brown模型后，能夠更準確地反映巖體的力學(xué)行為和穩(wěn)定性。3.2反演算法選擇3.2.1遺傳算法遺傳算法（GeneticAlgorithm，GA）是一種基于自然選擇和遺傳變異原理的全局優(yōu)化算法，其基本原理源于達爾文的生物進化論和孟德爾的遺傳學(xué)說。該算法將問題的解編碼為染色體，通過模擬生物進化過程中的選擇、交叉和變異等操作，在解空間中搜索最優(yōu)解。在遺傳算法中，每個染色體代表問題的一個可能解，多個染色體組成種群。遺傳算法的操作步驟主要包括初始化種群、適應(yīng)度評估、選擇、交叉和變異。首先進行初始化種群，隨機生成一組初始解，這些解被編碼為染色體，組成初始種群。初始種群的規(guī)模和編碼方式會影響算法的搜索效率和收斂速度，規(guī)模過小可能導(dǎo)致算法陷入局部最優(yōu)，規(guī)模過大則會增加計算量。在邊坡抗剪強度參數(shù)反演中，可將粘聚力和內(nèi)摩擦角等參數(shù)編碼為染色體，隨機生成一定數(shù)量的染色體組成初始種群。適應(yīng)度評估是遺傳算法的關(guān)鍵步驟之一，通過定義適應(yīng)度函數(shù)來評估每個染色體的優(yōu)劣。適應(yīng)度函數(shù)通常根據(jù)問題的目標來確定，在抗剪強度參數(shù)反演中，以模擬位移與實測位移的誤差平方和作為適應(yīng)度函數(shù)，誤差平方和越小，說明該染色體對應(yīng)的參數(shù)組合越接近真實值，適應(yīng)度越高。適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計直接影響算法的收斂性和反演結(jié)果的準確性，合理的適應(yīng)度函數(shù)應(yīng)能準確反映參數(shù)與目標之間的關(guān)系。選擇操作依據(jù)適應(yīng)度值從當前種群中挑選較優(yōu)個體進入下一代，體現(xiàn)了“適者生存”的原則。常用的選擇方法有輪盤賭選擇、錦標賽選擇等。輪盤賭選擇方法是根據(jù)每個個體的適應(yīng)度值計算其被選中的概率，適應(yīng)度越高，被選中的概率越大。在輪盤賭選擇中，若某個個體的適應(yīng)度遠高于其他個體，可能會導(dǎo)致其在下一代中大量繁殖，使算法過早收斂，因此需要合理調(diào)整選擇策略。錦標賽選擇則是從種群中隨機選取若干個個體，選擇其中適應(yīng)度最高的個體進入下一代，這種方法能在一定程度上避免優(yōu)秀個體的過度繁殖。交叉操作對選定的個體進行基因交換，模擬生物遺傳中的染色體交叉過程，產(chǎn)生新個體。常見的交叉方式有單點交叉、多點交叉和均勻交叉等。單點交叉是在染色體上隨機選擇一個交叉點，將兩個父代染色體在該點后的基因進行交換，產(chǎn)生兩個子代染色體。多點交叉則是選擇多個交叉點，對染色體進行分段交換。均勻交叉是對染色體上的每個基因位以一定概率進行交換。交叉操作能夠增加種群的多樣性，提高算法的全局搜索能力。變異操作以較小概率對個體的部分基因進行修改，引入新的遺傳信息，防止算法過早收斂于局部最優(yōu)解。變異操作可以在一定程度上避免算法陷入局部最優(yōu)，但變異概率過大可能會破壞優(yōu)良的基因結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致算法收斂速度變慢。在邊坡抗剪強度參數(shù)反演中，變異操作可對染色體上的參數(shù)值進行微調(diào)，探索更優(yōu)的參數(shù)組合。遺傳算法在抗剪強度參數(shù)反演中具有諸多優(yōu)勢。該算法具有較強的全局搜索能力，能夠在復(fù)雜的解空間中尋找最優(yōu)解，避免陷入局部最優(yōu)。由于遺傳算法同時處理多個解，通過種群的進化不斷搜索更優(yōu)解，在反演多參數(shù)問題時，能夠有效處理參數(shù)之間的相互關(guān)系，提高反演結(jié)果的準確性。在邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)反演中，粘聚力和內(nèi)摩擦角等參數(shù)之間存在一定的耦合關(guān)系，遺傳算法可以通過對多個參數(shù)的同時優(yōu)化，得到更符合實際情況的參數(shù)組合。遺傳算法的適應(yīng)性強，對目標函數(shù)的形式和約束條件沒有嚴格要求，適用于各種復(fù)雜的工程問題。3.2.2粒子群優(yōu)化算法粒子群優(yōu)化算法（ParticleSwarmOptimization，PSO）是一種基于群體智能的優(yōu)化算法，其工作機制源于對鳥群覓食行為的模擬。在粒子群優(yōu)化算法中，每個優(yōu)化問題的潛在解都被看作是搜索空間中的一個粒子，所有粒子都有一個由目標函數(shù)決定的適應(yīng)度值，每個粒子還有一個速度，用于決定粒子的飛行方向和距離。粒子通過跟蹤個體極值和全局極值來更新自己的位置和速度，以尋找最優(yōu)解。在初始階段，粒子群優(yōu)化算法隨機生成一群粒子，每個粒子在搜索空間中都有一個初始位置和速度。粒子的初始位置和速度的隨機性能夠使算法在搜索空間中進行廣泛的探索。在邊坡抗剪強度參數(shù)反演中，粒子的位置可以表示為粘聚力和內(nèi)摩擦角等參數(shù)的組合，速度則表示參數(shù)的變化方向和幅度。在算法的迭代過程中，每個粒子根據(jù)自身的歷史最優(yōu)位置（個體極值）和整個粒子群的歷史最優(yōu)位置（全局極值）來更新自己的速度和位置。速度更新公式為：v_{i,d}^{t+1}=w\cdotv_{i,d}^{t}+c_1\cdotr_1\cdot(p_{i,d}-x_{i,d}^{t})+c_2\cdotr_2\cdot(p_{g,d}-x_{i,d}^{t})其中，v_{i,d}^{t+1}表示第t+1次迭代時第i個粒子在第d維的速度；w為慣性權(quán)重，用于平衡算法的全局搜索和局部搜索能力，較大的慣性權(quán)重有利于全局搜索，較小的慣性權(quán)重有利于局部搜索；v_{i,d}^{t}是第t次迭代時第i個粒子在第d維的速度；c_1和c_2為學(xué)習(xí)因子，通常稱為加速常數(shù)，c_1表示粒子向自身歷史最優(yōu)位置學(xué)習(xí)的能力，c_2表示粒子向全局最優(yōu)位置學(xué)習(xí)的能力；r_1和r_2是在[0,1]之間的隨機數(shù)；p_{i,d}是第i個粒子在第d維的個體極值位置；x_{i,d}^{t}是第t次迭代時第i個粒子在第d維的位置；p_{g,d}是全局極值在第d維的位置。位置更新公式為：x_{i,d}^{t+1}=x_{i,d}^{t}+v_{i,d}^{t+1}通過不斷迭代更新粒子的速度和位置，粒子逐漸向最優(yōu)解靠近。在每次迭代中，粒子根據(jù)自身的飛行經(jīng)驗（個體極值）和群體中其他粒子的優(yōu)秀經(jīng)驗（全局極值）來調(diào)整自己的飛行方向和速度，從而在搜索空間中不斷探索更優(yōu)的解。在邊坡抗剪強度參數(shù)反演中，隨著迭代的進行，粒子所代表的參數(shù)組合逐漸逼近真實的抗剪強度參數(shù)，使模擬位移與實測位移的誤差逐漸減小。粒子群優(yōu)化算法與遺傳算法在反演中的性能存在一定差異。在收斂速度方面，粒子群優(yōu)化算法通常具有較快的收斂速度，能夠在較少的迭代次數(shù)內(nèi)找到較優(yōu)解。這是因為粒子群優(yōu)化算法中的粒子通過直接跟蹤個體極值和全局極值來更新位置，信息傳遞更加直接和高效。在處理高維復(fù)雜問題時，遺傳算法的計算量會隨著問題維度的增加而迅速增大，導(dǎo)致計算效率降低；而粒子群優(yōu)化算法在處理高維問題時，雖然也會面臨一些挑戰(zhàn)，但相對遺傳算法，其計算效率的下降幅度較小。然而，粒子群優(yōu)化算法容易陷入局部最優(yōu)解，尤其是在搜索空間存在多個局部極值的情況下。相比之下，遺傳算法由于其獨特的選擇、交叉和變異操作，能夠在一定程度上避免陷入局部最優(yōu)，具有更強的全局搜索能力。在邊坡抗剪強度參數(shù)反演中，若初始粒子群分布不合理或算法參數(shù)設(shè)置不當，粒子群優(yōu)化算法可能會收斂到局部最優(yōu)解，導(dǎo)致反演結(jié)果不準確；而遺傳算法通過對種群中多個個體的進化操作，有更多機會跳出局部最優(yōu)，找到全局最優(yōu)解。3.3反演流程設(shè)計基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的抗剪強度參數(shù)反演流程主要包括數(shù)據(jù)輸入、模型參數(shù)初始化、反演計算、結(jié)果驗證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)緊密相連，共同確保反演結(jié)果的準確性和可靠性。在數(shù)據(jù)輸入環(huán)節(jié)，將通過全站儀、GPS監(jiān)測等多種位移監(jiān)測技術(shù)獲取的邊坡位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及詳細的邊坡地質(zhì)勘察資料，如巖土體類型、結(jié)構(gòu)特征、地層分布等，準確無誤地輸入到反演分析系統(tǒng)中。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)包含了邊坡在不同時間段內(nèi)的位移變化信息，是反演抗剪強度參數(shù)的關(guān)鍵依據(jù)；地質(zhì)勘察資料則為理解邊坡的地質(zhì)背景和巖土體特性提供了重要基礎(chǔ)。在某邊坡工程中，通過全站儀定期測量邊坡上多個監(jiān)測點的位移，同時結(jié)合地質(zhì)勘察報告中關(guān)于巖土體分層、巖石力學(xué)性質(zhì)等信息，為后續(xù)的反演分析提供了全面的數(shù)據(jù)支持。為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，需要對輸入的數(shù)據(jù)進行嚴格的預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，將不同監(jiān)測設(shè)備采集的格式各異的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為便于處理的標準格式；數(shù)據(jù)清洗，去除數(shù)據(jù)中的重復(fù)值、錯誤值等；數(shù)據(jù)歸一化，將數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍統(tǒng)一到特定區(qū)間，消除量綱差異，提高數(shù)據(jù)處理的準確性和效率。模型參數(shù)初始化是反演流程的重要準備階段，依據(jù)邊坡的地質(zhì)條件和工程經(jīng)驗，為選定的力學(xué)模型（如Mohr-Coulomb模型、Hoek-Brown模型等）設(shè)置合理的初始參數(shù)值。對于Mohr-Coulomb模型，需設(shè)定粘聚力和內(nèi)摩擦角的初始值；對于Hoek-Brown模型，則要確定m_、s、\sigma_{c}等參數(shù)的初始值。這些初始值的設(shè)定雖然具有一定的主觀性，但對反演算法的收斂速度和結(jié)果的準確性有著重要影響。若初始值與真實值相差過大，可能導(dǎo)致反演算法收斂緩慢，甚至陷入局部最優(yōu)解。在實際操作中，可以參考類似地質(zhì)條件下的工程案例，或者通過初步的現(xiàn)場試驗，獲取相對合理的初始參數(shù)值。反演計算是整個流程的核心環(huán)節(jié)，以模擬位移與實測位移的誤差最小化為目標，構(gòu)建科學(xué)合理的目標函數(shù)。在目標函數(shù)中，通過計算模擬位移與實測位移之間的差值，并對差值進行平方求和或其他合適的運算，得到一個反映兩者差異程度的數(shù)值。利用選定的反演算法，如遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等，對力學(xué)模型的參數(shù)進行反復(fù)迭代優(yōu)化。在遺傳算法中，通過選擇、交叉和變異等操作，不斷更新種群中的個體，使種群逐漸向最優(yōu)解進化；粒子群優(yōu)化算法則通過粒子跟蹤個體極值和全局極值，不斷調(diào)整粒子的速度和位置，以逼近最優(yōu)解。在每次迭代過程中，根據(jù)當前的參數(shù)組合，運用力學(xué)模型計算邊坡的模擬位移，并將模擬位移與實測位移進行對比，依據(jù)兩者的誤差情況，調(diào)整參數(shù)值，使模擬位移不斷逼近實測位移。經(jīng)過多次迭代計算，當目標函數(shù)的值滿足預(yù)先設(shè)定的收斂條件時，如目標函數(shù)的變化量小于某個閾值，即可認為反演計算收斂，得到抗剪強度參數(shù)的反演結(jié)果。結(jié)果驗證是確保反演結(jié)果可靠性的關(guān)鍵步驟，將反演得到的抗剪強度參數(shù)代入力學(xué)模型中，重新計算邊坡的位移，并將計算結(jié)果與實測位移進行細致的對比分析。通過計算兩者之間的誤差指標，如均方根誤差、平均絕對誤差等，評估反演結(jié)果的準確性。若誤差在可接受范圍內(nèi)，說明反演結(jié)果較為可靠；若誤差較大，則需要檢查反演過程中可能存在的問題，如數(shù)據(jù)處理是否得當、算法參數(shù)設(shè)置是否合理、力學(xué)模型選擇是否合適等，對反演流程進行調(diào)整和優(yōu)化，重新進行反演計算?？梢詫⒎囱萁Y(jié)果與傳統(tǒng)的室內(nèi)試驗結(jié)果、現(xiàn)場原位測試結(jié)果進行對比驗證，進一步評估反演方法的有效性和可靠性。在某邊坡工程中，將反演得到的抗剪強度參數(shù)計算出的位移與實測位移進行對比，均方根誤差為5mm，在工程允許的誤差范圍內(nèi)，同時與室內(nèi)試驗得到的抗剪強度參數(shù)進行對比，兩者結(jié)果相近，從而驗證了反演結(jié)果的可靠性。通過結(jié)果驗證，可以及時發(fā)現(xiàn)反演過程中存在的問題，不斷改進反演方法，提高反演結(jié)果的精度和可靠性，為邊坡工程的設(shè)計和施工提供更加科學(xué)、準確的依據(jù)。四、工程案例分析4.1案例選取與工程概況4.1.1工程背景介紹本研究選取的實際邊坡工程位于四川省雅安市，該地區(qū)處于龍門山斷裂帶附近，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震活動頻繁，地形以山地和丘陵為主，地勢起伏較大。邊坡所在區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L性濕潤氣候，年降水量豐富，夏季多暴雨，這對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大影響。該邊坡是某高速公路建設(shè)過程中開挖山體形成的，邊坡長度約為500m，最大高度達到30m，坡度在30°-45°之間。邊坡巖土體主要由第四系殘坡積層和侏羅系砂巖組成。第四系殘坡積層厚度在2-5m之間，主要由粉質(zhì)黏土和碎石組成，結(jié)構(gòu)松散，抗剪強度較低。侏羅系砂巖為中風化，巖石節(jié)理裂隙較為發(fā)育，巖體完整性較差。在邊坡開挖過程中，由于施工擾動和降雨等因素的影響，邊坡出現(xiàn)了局部滑塌現(xiàn)象，對高速公路的施工安全和后續(xù)運營構(gòu)成了威脅。為了確保邊坡的穩(wěn)定性，需要準確獲取邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)，為邊坡的加固設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。4.1.2位移監(jiān)測方案在該邊坡工程中，采用了全站儀和GPS相結(jié)合的位移監(jiān)測方案，以全面、準確地獲取邊坡的位移信息。在位移監(jiān)測點布置方面，根據(jù)邊坡的地形地貌、地質(zhì)條件以及潛在的滑動區(qū)域，在邊坡的坡頂、坡肩、坡面和坡腳等關(guān)鍵部位共布置了30個監(jiān)測點。其中，坡頂布置了10個監(jiān)測點，用于監(jiān)測邊坡頂部的水平位移和垂直位移；坡肩布置了6個監(jiān)測點，重點監(jiān)測邊坡肩部的變形情況；坡面布置了10個監(jiān)測點，以獲取坡面不同位置的位移信息；坡腳布置了4個監(jiān)測點，主要監(jiān)測坡腳的隆起和水平位移。這些監(jiān)測點呈網(wǎng)格狀分布，能夠有效覆蓋整個邊坡，全面反映邊坡的位移變化。監(jiān)測頻率根據(jù)邊坡的施工進度和變形情況進行合理調(diào)整。在邊坡開挖初期，由于施工擾動較大，位移變化較為明顯，監(jiān)測頻率設(shè)定為每天1次。隨著邊坡施工的推進，位移變化逐漸趨于穩(wěn)定，監(jiān)測頻率調(diào)整為每周2次。在降雨等特殊天氣條件下，加密監(jiān)測頻率，每天監(jiān)測2-3次，以便及時發(fā)現(xiàn)邊坡在不利條件下的變形異常。在監(jiān)測儀器選擇上，全站儀選用了徠卡TS30全站儀，該儀器具有高精度的測角和測距功能，測角精度可達0.5″，測距精度為1mm+1ppm，能夠滿足邊坡位移監(jiān)測對精度的要求。GPS接收機采用了天寶R8GNSS接收機，其定位精度高，能夠?qū)崟r獲取監(jiān)測點的三維坐標，且不受通視條件的限制，適用于地形復(fù)雜的邊坡監(jiān)測。在監(jiān)測過程中，定期對全站儀和GPS接收機進行校準和維護，確保儀器的測量精度和穩(wěn)定性。同時，采用專業(yè)的數(shù)據(jù)采集軟件，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時采集和存儲，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和反演提供可靠的數(shù)據(jù)支持。4.2反演分析過程4.2.1數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理在該邊坡工程中，通過全站儀和GPS獲取的位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，包含了邊坡在不同時間段的變形信息。然而，原始監(jiān)測數(shù)據(jù)往往存在噪聲干擾、異常值以及格式不一致等問題，這些問題會嚴重影響反演分析的準確性和可靠性，因此必須進行嚴格的數(shù)據(jù)預(yù)處理。在數(shù)據(jù)清洗方面，采用基于統(tǒng)計的方法檢測異常值。根據(jù)位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的分布特征，假設(shè)其服從正態(tài)分布，通過計算數(shù)據(jù)的均值\mu和標準差\sigma，設(shè)定一個閾值范圍。例如，當數(shù)據(jù)點超出[\mu-3\sigma,\mu+3\sigma]范圍時，將其判定為異常值。在某監(jiān)測點的位移數(shù)據(jù)中，通過計算得到均值為10mm，標準差為2mm，若某個數(shù)據(jù)點為20mm，超出了上述閾值范圍，則將其視為異常值。對于檢測出的異常值，根據(jù)周圍數(shù)據(jù)點的變化趨勢進行修正。若異常值周圍的數(shù)據(jù)點呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，且異常值遠大于周圍數(shù)據(jù)點，則可通過線性插值的方法，根據(jù)相鄰數(shù)據(jù)點的數(shù)值對異常值進行估計和修正。在格式轉(zhuǎn)換方面，由于全站儀和GPS采集的數(shù)據(jù)格式不同，需要將其統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為便于處理的標準格式。全站儀采集的數(shù)據(jù)通常以角度和距離的形式記錄，而GPS采集的數(shù)據(jù)則以經(jīng)緯度和高程的形式呈現(xiàn)。將全站儀數(shù)據(jù)根據(jù)三角測量原理轉(zhuǎn)換為三維坐標，與GPS數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)統(tǒng)一。對于數(shù)據(jù)中的時間信息，也進行標準化處理，將不同格式的時間記錄統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為以秒為單位的時間戳，方便后續(xù)的時間序列分析。通過數(shù)據(jù)清洗和格式轉(zhuǎn)換等預(yù)處理操作，有效提高了位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為后續(xù)的反演分析提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，確保反演結(jié)果能夠準確反映邊坡巖土體的真實力學(xué)特性。4.2.2模型參數(shù)設(shè)定根據(jù)該邊坡工程的地質(zhì)條件，經(jīng)過詳細的勘察和分析，選用Mohr-Coulomb模型來描述邊坡巖土體的力學(xué)行為。在模型參數(shù)設(shè)定過程中，依據(jù)工程經(jīng)驗和初步的地質(zhì)勘察結(jié)果，為模型參數(shù)賦予初始值。對于粘聚力c，參考類似地質(zhì)條件下的工程案例，結(jié)合現(xiàn)場巖土體的結(jié)構(gòu)特征和顆粒組成，初步設(shè)定為30kPa。內(nèi)摩擦角\varphi則根據(jù)巖土體的類型和密實程度，設(shè)定為35°。這些初始值的設(shè)定雖然具有一定的主觀性，但在反演過程中會通過不斷迭代優(yōu)化，逐漸逼近真實值。在確定初始參數(shù)值后，對模型參數(shù)的取值范圍進行合理限定。粘聚力c的取值范圍設(shè)定為[10kPa,50kPa]，內(nèi)摩擦角\varphi的取值范圍設(shè)定為[25°,45°]。這樣的取值范圍既考慮了巖土體力學(xué)性質(zhì)的一般變化范圍，又結(jié)合了該邊坡工程的實際地質(zhì)條件，避免反演結(jié)果出現(xiàn)不合理的情況。在反演過程中，模型參數(shù)的初始值和取值范圍的設(shè)定對反演結(jié)果有著重要影響。合理的初始值能夠加快反演算法的收斂速度，提高計算效率；而準確的取值范圍能夠保證反演結(jié)果在合理的物理范圍內(nèi)，增強反演結(jié)果的可靠性。4.2.3反演結(jié)果計算運用遺傳算法對位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行反演計算。以模擬位移與實測位移的誤差平方和作為適應(yīng)度函數(shù)，即：F=\sum_{i=1}^{n}(d_{i}^{sim}-d_{i}^{obs})^2其中，F(xiàn)為適應(yīng)度函數(shù)值，n為監(jiān)測點的數(shù)量，d_{i}^{sim}為第i個監(jiān)測點的模擬位移，d_{i}^{obs}為第i個監(jiān)測點的實測位移。在遺傳算法的迭代過程中，首先進行種群初始化，隨機生成100個個體組成初始種群，每個個體代表一組粘聚力和內(nèi)摩擦角的參數(shù)組合。然后進行適應(yīng)度評估，計算每個個體的適應(yīng)度函數(shù)值，評估其優(yōu)劣。在選擇操作中，采用輪盤賭選擇方法，根據(jù)個體的適應(yīng)度值計算其被選中的概率，適應(yīng)度越高，被選中的概率越大。在第一輪選擇中，個體A的適應(yīng)度值為0.1，個體B的適應(yīng)度值為0.05，根據(jù)輪盤賭選擇的原理，個體A被選中的概率更大。通過選擇操作，挑選出較優(yōu)的個體進入下一代。交叉操作采用單點交叉方式，隨機選擇一個交叉點，將兩個父代個體在該點后的基因進行交換，產(chǎn)生兩個子代個體。變異操作以0.01的概率對個體的部分基因進行修改，引入新的遺傳信息。經(jīng)過多次迭代計算，當適應(yīng)度函數(shù)值滿足收斂條件時，即適應(yīng)度函數(shù)值的變化量小于0.001時，認為反演計算收斂，得到邊坡巖土體的抗剪強度參數(shù)反演結(jié)果。最終反演得到的粘聚力為35kPa，內(nèi)摩擦角為38°。通過遺傳算法的迭代優(yōu)化，能夠在復(fù)雜的解空間中搜索到最優(yōu)的抗剪強度參數(shù)組合，為邊坡穩(wěn)定性分析提供準確的參數(shù)依據(jù)。四、工程案例分析4.3結(jié)果驗證與分析4.3.1與傳統(tǒng)試驗結(jié)果對比將基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)反演得到的抗剪強度參數(shù)與傳統(tǒng)的室內(nèi)試驗和現(xiàn)場原位試驗結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)存在一定差異。傳統(tǒng)室內(nèi)試驗結(jié)果顯示粘聚力為32kPa，內(nèi)摩擦角為36°；現(xiàn)場原位試驗得到的粘聚力為33kPa，內(nèi)摩擦角為37°。而通過位移監(jiān)測數(shù)據(jù)反演得到的粘聚力為35kPa，內(nèi)摩擦角為38°。分析差異產(chǎn)生的原因，主要有以下幾點。室內(nèi)試驗在取樣過程中，不可避免地會對巖土體造成擾動，導(dǎo)致巖土體的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，從而使試驗結(jié)果與原位巖土體的真實情況存在偏差。在室內(nèi)進行直接剪切試驗時，樣本的擾動可能會破壞巖土體顆粒間的原有結(jié)構(gòu)，降低粘聚力和內(nèi)摩擦角的測量值?，F(xiàn)場原位試驗雖然能夠在一定程度上反映原位巖土體的力學(xué)性質(zhì)，但由于測試點的數(shù)量有限，難以全面涵蓋整個邊坡巖土體的空間變異性，導(dǎo)致試驗結(jié)果不能完全代表整個邊坡的實際情況。邊坡巖土體在不同位置的地質(zhì)條件和力學(xué)性質(zhì)可能存在差異，僅通過少數(shù)幾個測試點得到的結(jié)果可能存在局限性?；谖灰票O(jiān)測數(shù)據(jù)的反演方法考慮了邊坡在實際受力條件下的整體響應(yīng)，包含了巖土體的力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征以及外部荷載等多方面信息，因此反演結(jié)果與傳統(tǒng)試驗結(jié)果存在差異。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)反映了邊坡在長期的自然環(huán)境和工程活動作用下的變形情況，這些信息能夠更全面地反映巖土體的真實力學(xué)特性。4.3.2結(jié)果可靠性評估通過敏感性分析和誤差分析等方法，對反演結(jié)果的可靠性和準確性進行評估。在敏感性分析方面，研究粘聚力和內(nèi)摩擦角等參數(shù)對邊坡位移的影響程度。通過改變粘聚力和內(nèi)摩擦角的取值，計算邊坡的位移變化。當粘聚力從30kPa增加到40kPa時，邊坡的水平位移從15mm減小到10mm；當內(nèi)摩擦角從35°增大到45°時，邊坡的水平位移從15mm減小到8mm。結(jié)果表明，粘聚力和內(nèi)摩擦角的變化對邊坡位移有顯著影響，說明反演得到的參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性分析具有重要意義，反演結(jié)果具有一定的可靠性。在誤差分析方面，計算反演結(jié)果的均方根誤差（RMSE）和平均絕對誤差（MAE）。均方根誤差計算公式為：RMSE=\sqrt{\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(d_{i}^{sim}-d_{i}^{obs})^2}平均絕對誤差計算公式為：MAE=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}|d_{i}^{sim}-d_{i}^{obs}|其中，n為監(jiān)測點的數(shù)量，d_{i}^{sim}為第i個監(jiān)測點的模擬位移，d_{i}^{obs}為第i個監(jiān)測點的實測位移。經(jīng)過計算，均方根誤差為4mm，平均絕對誤差為3mm。根據(jù)工程經(jīng)驗，該誤差在可接受范圍內(nèi)，進一步驗證了反演結(jié)果的準確性和可靠性。五、反演結(jié)果應(yīng)用與工程意義5.1邊坡穩(wěn)定性評價利用反演得到的抗剪強度參數(shù)，采用極限平衡法中的瑞典條分法和數(shù)值分析法中的有限元法，對邊坡的穩(wěn)定性進行全面評價。運用瑞典條分法計算邊坡的安全系數(shù)。根據(jù)反演得到的粘聚力c=35kPa和內(nèi)摩擦角\varphi=38?°，將邊坡劃分為多個土條，對每個土條進行受力分析。假設(shè)土條的寬度為b，高度為h，重度為\gamma，滑面的傾角為\alpha。土條的重力W=\gammabh，滑面上的法向力N=W\cos\alpha，切向力T=W\sin\alpha。根據(jù)Mohr-Coulomb強度準則，滑面上的抗剪強度\tau=c+N\tan\varphi。邊坡的安全系數(shù)F_s為抗滑力與滑動力的比值，即F_s=\frac{\sum_{i=1}^{n}(c_ib_i+N_i\tan\varphi_i)}{\sum_{i=1}^{n}T_i}。經(jīng)過詳細計算，得到該邊坡在當前工況下的安全系數(shù)F_s=1.35。利用有限元軟件建立邊坡的數(shù)值模型，模擬邊坡在自重和外部荷載作用下的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布情況。在模型中，采用符合實際地質(zhì)條件的材料參數(shù)，如彈性模量、泊松比等，并根據(jù)反演得到的抗剪強度參數(shù)設(shè)置巖土體的本構(gòu)模型。通過有限元分析，得到邊坡的位移云圖和應(yīng)力云圖。從位移云圖中可以看出，邊坡的最大位移出現(xiàn)在坡頂位置，位移值為12mm，說明坡頂是邊坡變形較為敏感的區(qū)域。在應(yīng)力云圖中，邊坡內(nèi)部的應(yīng)力分布不均勻，在滑面附近出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象，這表明滑面附近的巖土體受力較大，容易發(fā)生破壞。根據(jù)有限元分析結(jié)果，判斷邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)，進一步驗證安全系數(shù)的計算結(jié)果。依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），對于一級邊坡，安全系數(shù)應(yīng)不小于1.35；對于二級邊坡，安全系數(shù)應(yīng)不小于1.30；對于三級邊坡，安全系數(shù)應(yīng)不小于1.25。本邊坡的安全系數(shù)為1.35，滿足一級邊坡的穩(wěn)定性要求，說明在當前的抗剪強度參數(shù)和工況條件下，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。然而，考慮到邊坡可能受到降雨、地震等不利因素的影響，其穩(wěn)定性仍需密切關(guān)注。在后續(xù)的工程運營中，應(yīng)加強對邊坡的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并采取相應(yīng)的加固措施，以確保邊坡的長期穩(wěn)定。5.2邊坡加固設(shè)計優(yōu)化基于反演得到的抗剪強度參數(shù)，對邊坡的加固設(shè)計方案進行優(yōu)化。在錨桿（索）布置方面，根據(jù)邊坡的穩(wěn)定性分析結(jié)果，確定潛在的滑動面位置和范圍。在潛在滑動面附近，加密錨桿（索）的布置，以增強對潛在滑動體的錨固作用。在邊坡的上部，由于巖土體的下滑力相對較小，錨桿（索）的間距可適當增大；而在邊坡的下部，下滑力較大，錨桿（索）的間距則應(yīng)減小。通過對潛在滑動面的分析，確定在潛在滑動面以上1m范圍內(nèi)，錨桿（索）的間距設(shè)置為1.5m；在潛在滑動面以下，間距設(shè)置為1m。錨桿（索）長度的確定，需要考慮邊坡巖土體的性質(zhì)、潛在滑動面的深度以及錨固效果等因素。根據(jù)反演得到的抗剪強度參數(shù)，利用相關(guān)的計算公式確定錨桿（索）的錨固長度。對于本邊坡，根據(jù)公式計算得到錨固長度為6m。同時，考慮到錨桿（索）的外漏長度和施工誤差等因素，最終確定錨桿（索）的總長度為7m。錨桿（索）直徑的選擇，與錨桿（索）所承受的拉力和材料的強度有關(guān)。根據(jù)邊坡的穩(wěn)定性分析結(jié)果，計算出錨桿（索）所需要承受的最大拉力。在本邊坡中，經(jīng)計算最大拉力為150kN。然后根據(jù)錨桿（索）材料的抗拉強度，選擇合適的直徑。選用抗拉強度為1860MPa的鋼絞線，通過計算確定錨桿（索）的直徑為15.24mm。通過對錨桿（索）布置、長度和直徑等參數(shù)的優(yōu)化，使邊坡加固設(shè)計方案更加科學(xué)合理，能夠有效提高邊坡的穩(wěn)定性，保障邊坡工程的安全。在優(yōu)化后的加固方案實施后，對邊坡進行長期監(jiān)測，位移監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示邊坡的位移變化明顯減小，穩(wěn)定狀態(tài)得到顯著改善。5.3工程經(jīng)濟效益分析基于位移監(jiān)測數(shù)據(jù)反演抗剪強度參數(shù)，為邊坡工程帶來了顯著的經(jīng)濟效益。在減少工程事故損失方面，通過準確反演抗剪強度參數(shù)，能夠?qū)吰碌姆€(wěn)定性進行精確評估，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。提前采取有效的加固措施，避免了邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致的滑坡、崩塌