(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211064248.5 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 丽水学院 地址 323000 浙江省丽水市学院路1号 (72)发明人 金莉　 (74)专利代理 机构 浙江亿创果专利代理有限公 司 33339 专利代理师 金方明 (51)Int.Cl. G06F 30/25(2020.01) G06F 30/12(2020.01) G06T 17/05(2011.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一个运用三维颗粒流法预测滑坡体运动 的 方法 (57)摘要 本发明涉及山体滑坡 领域， 具体为一种预测 滑坡体运动的方法。 一个运用三维颗粒流法预测 滑坡体运动的方法， 包括以下步骤： 1） 颗粒流计 算的宏微观参数标定， 2） 三维地质滑床 模型建立 及实景空间模型交互与展示技术， 3） 滑坡颗 粒流 模拟及滑坡体致灾范围反演分析与实景成果展 示。 采用跨学科新方法， 将实景空间技术应用至 滑坡体致灾范围展示中， 通过无人机影像获取现 场信息， 运用倾斜摄影技术生 成滑坡现场实景空 间模型， 以三维形式更加直观地还原灾害现场。 同时， 通过 实景模型在线编辑以及数值计算结果 与实景空间模型的耦合与交互， 数字化、 三维化 地展示滑坡体致灾范围预测结果， 精确、 直观地 提供滑坡灾害监测与防治技 术支持。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115293017 A 2022.11.04 CN 115293017 A 1.一个运用三维颗粒流法预测滑坡体运动的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1） 颗粒流计算的宏微观参数标定， 通过室内三轴实验以及当地滑坡体的勘察设计资 料， 标定一套适用于 当地滑坡体的宏观参数； 通过三轴实验颗粒流模拟， 标定一套用于后续 颗粒流模拟的、 适合当地地质特点的滑坡土体微观参数； 进 行宏微观参数间的关系拟合， 建 立宏微观参数间的对应关系； 2） 三维地质滑床模型建立及实景空间模型交互与展示技术， 根据当地滑坡体灾害发生 前的现场勘察报告以及地理信息， 应用软件GoCAD建立其三 维地质滑床模型； 实景 空间模型 交互与展示技术研发， 包括 实景空间展示平台优化、 当地滑坡体实景数据优化、 实景模型轻 量化和模型在线编辑以及数值计算结果与实景空间模型的耦合与交 互； 3） 滑坡颗粒流模拟及滑坡体致灾范围反演分析与实景成果展示， 通过软件PFC3D进行 当地滑坡体灾害过程三维颗粒流模拟， 反演其运动趋势、 运动轨迹、 堆积状态以及致灾范 围； 并将反演结果与勘察报告、 滑坡实验结果以及灾害现场 实景空间数据进行对比分析与 交互展示， 验证数值模拟方案的可靠性与稳定性； 进一步细化和还原灾害发生时滑坡体的 运动过程， 通过反演， 研究其运动与堆积规律， 分析其滑坡的诱 发机理并进 行对比、 验证， 为 现有的滑坡诱发机理判定提供佐证与细化； 进行实景成果展示。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115293017 A 2一个运用三维颗粒流法预测滑坡体运动的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及山体滑坡领域， 具体为 一种预测滑坡体运动的方法。 背景技术 [0002]滑坡的数值模拟研究， 大致经历了三个阶段： 基于固体力学的连续介质理论、 非连 续介质理论以及微观力学理论。 早期众多 学者运用基于连续介质理论的有限元或有限差分 等方法对滑坡的机理、 变形趋势 等进行了研究[ 6‑7]， 同时也 发现了该 理论在滑坡运动过程 模拟以及致灾范围预测方面的弱点。 滑坡灾害发生时往往产生非常大 的变形， 从而导致有 限元计算单位的扭曲畸变， 进而影响数值计算的精确性与收敛性， 甚至直接终止计算。 另 外， 该理论无法体现颗粒间的相互作用以及 整体流动变形特征。 因此基于该理论的有限元、 有限差分等方法并不 适合滑坡运动过程的模拟以及致 灾范围的预测。 [0003]在非连续介质理论方面， 1979年， Cundall与Strack首次提出了适合土力学的离散 元法。 1986年后， 王泳嘉将其引入国内解决岩土、 水利等方面的工程 问题。 由于其在模拟颗 粒材料方面无可比拟的优势， 并且相较连续介质理论更适合处理大变形问题， 它很快在滑 坡领域的科研和工程中得到应用。 [0004]此外， 还有部分学者运用非连续变形分析法DDA、 光滑粒子流体动力学SPH等方法 对滑坡运动进 行了数值模拟 。 但这些方法均有一定的局限性， 例如不适合连续介质、 模型建 立难度大等等。 目前有部分学者运用颗粒流法进 行了滑坡运动过程及致灾范围的模拟和预 测， 但这些研究大多以二维颗粒流模拟为主。 传统空间地理信息以及滑坡预测手段多以二 维的形式表示， 由于缺乏三 维技术， 其结果往往只能反映某 一剖面上的滑距与堆积形态， 并 不能很好 地对滑坡体的总致 灾范围进行展示， 从而大 大限制其实际预测效果。 发明内容 [0005]针对现有技术的不足， 本发明提供了对于不同的滑坡介质、 不同的滑坡问题， 其微 观参数的取值有其区域上的局限性， 需要针对区域特有的滑坡特征进 行标定和调试的运用 三维颗粒流法预测滑坡体运动的方法。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一个运用三维颗粒流法预测滑坡体 运动的方法， 包括以下步骤： 1） 颗粒流计算的宏微观参数标定， 通过室内三轴实验以及当地滑坡体的勘察设计 资料， 标定一套适用于 当地滑坡体的宏观参数； 通过三轴实验颗粒流模拟， 标定一套用于后 续颗粒流模拟的、 适合当地地质特点的滑坡土体微观参数； 进 行宏微观参数间的关系拟合， 建立宏微观参数间的对应关系； 2） 三维地质滑床模型建立及实景空间模型交互与 展示技术， 根据当地滑坡体灾害 发生前的现场勘察报告以及地理信息， 应用软件GoCAD建立其三 维地质滑床模型； 实景 空间 模型交互与展示技术研发， 包括 实景空间展示平台优化、 当地滑坡体实景数据优化、 实景模 型轻量化和模型在线编辑以及数值计算结果与实景空间模型的耦合与交 互；说　明　书 1/3 页 3 CN 115293017 A 3