(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 202210415026.7 (22)申请日 2022.04.20 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 曾韬睿　殷坤龙　陈丽霞　严亮轩　 廖映雪　龚泉冰　邬礼扬　王腾飞　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 胡青 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种农村建房切坡滑坡灾害风险评价与管 理方法 (57)摘要 本发明提供一种农村建房切坡滑坡灾害风 险评价与管理方法， 通过TRI GRS模型计算到区域 内不同深度各栅格单元体稳定性系数， 结合蒙特 卡洛法得到区域破坏概率 分布图， 利用ArcGIS平 台将栅格单元转化为斜坡单元， 得到区域危险性 分布图， 根据危险性决定该区域是否允许建房； 将切坡划分为土质切坡和岩土混合切坡， 基于 Geostudio模拟计算不同参数组合下的切坡稳定 系数及潜在 滑动面积， 根据切坡 稳定系数决定是 否允许切坡； 基于潜在滑动面积得到房屋设计安 全距离； 选定切坡设计方案后， 按照切坡稳定系 数的安全评判标准对切坡风险进行评价， 针对不 同的风险等级采 取对应的防治方案； 将所有信息 赋存于数字化平台中。 对于农村建房选址科学、 系统地考虑地质灾害防治方面的内容。 权利要求书3页 说明书14页 附图8页 CN 114969890 A 2022.08.30 CN 114969890 A 1.一种农村建房切坡滑坡灾害风险评价与管理方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 通过TRIGRS模型计算到区域内不同深度各栅格单元体稳定性系数， 结合蒙特卡洛 法得到区域破坏概率分布图， 利用ArcGIS平 台将栅格单元转化为斜坡单元， 根据破坏概率 将滑坡危险性分为多个等级， 可得到区域危险性分布图， 根据危险性决定该区域是否允许 建房； S2： 将切坡划分为土质切坡和岩土混合切坡， 基于Geostudio模拟计算不同参数组合下 的切坡稳定系 数及潜在滑动面积， 根据切坡稳定系 数决定是否允许切坡； 基于潜在滑动面 积， 根据切坡型滑坡灾害运动距离公式， 得到房屋设计安全距离； S3： 选定切坡设计方案后， 根据切坡类型， 按照切坡稳定系数的安全评判标准对切坡风 险进行评价， 针对不同的风险等级， 采取对应的防治方案； S4： 将所有信息赋存于数字化平台中， 数字化平台针对不同类型的边坡， 提供不同的切 坡设计方案以及房屋设计安全距离， 最终完成数字化平台上切坡建房风险管控； 居民在需 要建房的时候通过数字化平台智能选择适宜建房的边坡， 并且获取该边坡的地质环境信 息， 最终完成数字化平台上切坡建房风险管控。 2.如权利要求1所述的农村建房切坡滑坡灾害风险评价与 管理方法， 其特征在于， 步骤 S1包括以下步骤： S11： 获取区域第四系堆积物厚度分布图和区域土体物 理水文力学参数， 按照不同岩性 特征对区域进行分区获得研究区分区图； S12： 根据步骤S1获得的数据， 利用TRIGRS模型结合地下孔 隙水压力的变化， 得到不 同 深度各栅格单 元体稳定性系数表达式； S13： 根据区域降雨条件， 基于降雨入渗理论， 获得斜坡内的水力变化， 根据岩土体强度 参数的随机 分布， 利用蒙特卡洛法产生N组符合岩土体强度参数的随机 分布的随机数， 将随 机数代入至栅格单元体稳定性系 数表达式中， 对同一栅格单元体可得到N个稳定性系 数结 果， N个稳定性系数 结果中有M个小于或等于1的数值， 该栅格单 元体的失稳概 率为 可得到区域破坏概 率分布图； S14： 利用ArcGIS平台将栅格单元转化为斜坡单元， 斜坡单元的破坏概率为该斜坡单元 内所有栅格单元平均破坏概率， 根据破坏概率将滑坡危险性分为多个等级， 可得到区域危 险性分布图。 3.如权利要求1所述的农村建房切坡滑坡灾害风险评价与 管理方法， 其特征在于， 步骤 S12包括以下步骤： S121： 基于原始数字高程模型利用GIS软件生成坡度、 流向地貌栅格图件， 基于GIS软件 载入原始数字高程模型、 坡度、 流向、 第四系堆积物厚度、 地下水深度、 研究区分区图基础栅 格图件； S122： 利用TRIGRS模型结合地下孔隙水压力的变化， 得到不 同深度各栅格单元体稳定 性系数FS的表达式为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114969890 A 2式中： c’为土体有效粘聚力； 为土体有效内摩擦角； γw为水容重； γs为土壤天然容 重； ψ(Z,t)为孔隙水压力， 根据土体物理水文力 学参数求得； Z为栅格单元体的深度； t为降 雨历时； 步骤S13中的随机参数包括土体有效粘聚力和土体有效内摩擦角。 4.如权利要求1所述的农村建房切坡滑坡灾害风险评价与 管理方法， 其特征在于， 步骤 S2包括以下步骤： S21： 通过现场取土后开展室内试验获取岩土体参数， 所述岩土体参数包括岩土体粘聚 力、 内摩擦角、 重度； S22： 将切坡划分为土质切坡和 岩土混合切坡， 对切坡参数中的多个参数分别进行不同 取值， 将切坡参数的参数进行组合， 根据岩土体参数， 基于Geostudio模拟计算各参数组合 下的切坡稳定系数及潜在滑动面积； 根据切坡稳定系数 大小给出切坡建议； S23： 对岩土混合切坡， 利用刚体极限平衡方法， 根据土体受力情况， 得到切坡稳定系数 的公式， 与基于Geostudi o模拟计算得到的切坡稳定系数比较验证公式准确性； S24： 基于潜在滑动面积， 根据切坡型滑坡灾害运动距离公式， 得到房屋设计安全距离 。 5.如权利要求4所述的农村建房切坡滑坡灾害风险评价与 管理方法， 其特征在于， 步骤 S22中， Geostudi o中切坡稳定系数计算方法为： 根据极限平衡法， 建立满足力的平衡及力矩平衡条件的微分方程式， 根据整个滑动土 体的边界条件求出问题的解： En(Fs, λ )＝0； y＝Ax+B； 式中， En为法向条间力； Mn为条块侧面力矩， Fs为稳定系数； X为切向条间力； E为法向力； n为条块数； λ， A， B均为任意常数。 6.如权利要求4所述的农村建房切坡滑坡灾害风险评价与 管理方法， 其特征在于， 步骤 S23中， 做基本假定： 岩 土界面近似平行于坡面， 土体破坏服 从摩尔库伦准则， 不考虑条间作 用力， 根据土体的受力情况 可得， 土体自重W 为： 滑动面上的下滑力为： T＝ Wsinβ； 土体所受到的抗滑力为： 稳定系数 Fs为： 式中， c为粘聚力， 为内摩擦角， H为建房边坡第一后缘坡高， Hc为切坡高度， h为观测覆 盖层厚度， β 为自然坡角， γ为土体重度。 7.如权利要求6所述的农村建房切坡滑坡灾害风险评价与 管理方法， 其特征在于， 步骤权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114969890 A 3