滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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張軍 等 著

圖書標籤:

• 滑坡
• 監測
• 分析
• 預報
• 非綫性理論
• 地質災害
• 土木工程
• 數學模型
• 風險評估
• 災害防治

齣版社： 中國 水利水電齣版社

ISBN：9787508479637

版次：1

商品編碼：10362701

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2010-10-01

用紙：膠版紙

頁數：198

內容簡介

《滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法》緊密圍繞滑坡監測、分析、預報與穩定性評價這一主題，對應用非綫性理論和方法在滑坡變形監測數據分析與預報領域理論和工程實踐方麵進行瞭研究。《滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法》共分9章，包括緒論、滑坡監測技術及數據預處理、滑坡監測位移數據時頻分析、滑坡監測灰色係統分析與預測、基於卡爾曼濾波的滑坡位移數據處理、改進神經網絡滑坡位移預測模型、變點分析及其在滑坡位移分析中的應用、基於神經網絡與GIS的滑坡敏感性分析和滑坡災害風險評價。

目錄

前言
1 緒論
1.1 概述
1.2 滑坡監測技術及分析方法
1.3 非綫性分析方法概述
1.4 滑坡預報步驟
1.5 滑坡預報現狀
1.6 滑坡預報原則與前景
2 滑坡監測技術及數據預處理
2.1 概述
2.2 滑坡監測技術
2.3 滑坡監測案例
2.4 位移數據預處理概述
2.5 異常值剔除、濾波及缺失數據的處理
2.6 建模數據的采集
2.7 位移數據預處理
3 滑坡監測位移數據時頻分析
3.1 概述
3.2 時序分析方法
3.3 頻域分析方法
3.4 變形動態響應分析
3.5 時頻分析實例
4 滑坡監測灰色係統分析與預測
4.1 概述
4.2 滑坡係統灰色特性及其分析
4.3 滑坡監測灰色建模方法
4.4 變形影響因子主分量分析與灰色關聯分析
4.5 變形趨勢的預測灰色平麵
4.6 變形監測改進灰色狀態分析模型
4.7 基於非綫性灰色Verhulst模型的滑坡暴發時間預測
4.8 高邊坡深層岩體變形的灰色空間模型預測
5 基於卡爾曼濾波的滑坡位移數據處理
5.1 概述
5.2 離散綫性係統卡爾曼濾波
5.3 卡爾曼濾波模型在滑坡監測數據分析中的應用
5.4 顧及降雨因子的卡爾曼濾波實例
6 改進神經網絡滑坡位移預測模型
6.1 概述
6.2 前饋神經網絡與BP算法
6.3 遺傳算法、模擬退火算法和改進的BP算法
6.4 改進神經網絡預測模型
6.5 非綫性組閤預測
6.6 實例分析
7 變點分析及其在滑坡位移分析中的應用
7.1 概述
7.2 變點分析理論與方法
7.3 基於自適應神經網絡的變點分析
7.4 模擬與實例分析
8 基於神經網絡與GIS的滑坡敏感性分析
8.1 概述
8.2 基於神經網絡與GIS的滑坡敏感性分析的設計思路
8.3 滑坡敏感性的指標體係
8.4 基於GIS的滑坡敏感性分析係統的框架
9 滑坡災害風險評價
9.1 概述
9.2 滑坡災害風險評價體係
9.3 滑坡災害風險評價模型
9.4 基於粒子群神經網絡的滑坡災害風險評價
9.5 滑坡災害信息管理與發布係統研究
參考文獻

前言/序言

好的，這是一份關於一本名為《滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法》的書籍的簡介，這份簡介側重於該書未包含的內容，同時保持內容詳實、自然流暢的風格。 --- 圖書簡介：《滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法》 （本簡介旨在描繪該書的領域邊界與核心關注點之外的學術空間，側重於非綫性方法在滑坡領域中通常不深入探討的特定方麵、傳統方法論的限製、以及跨學科交叉中的空白地帶。） 導言：論述範圍的界定與學術視角的取捨 本書《滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法》聚焦於應用先進的非綫性動力學、復雜係統理論以及高維時間序列分析技術，以期突破傳統綫性或半經驗模型在描述和預測復雜地質災害——特彆是滑坡演化過程——中的局限性。其核心貢獻在於構建和驗證瞭基於混沌、分形、突變理論的數學框架，用以捕捉滑坡失穩前的臨界前兆信號。 然而，任何一部專著都必然伴隨著特定主題的聚焦和相應主題的捨棄。為瞭確保理論深度和技術聚焦，本書在以下幾個重要的交叉領域和基礎工程實踐層麵，並未進行深入展開或係統論述： 第一部分：監測技術與數據采集的硬件工程基礎 本書的論述建立在“已有可靠監測數據輸入”的前提之上，因此，對於構成數據基礎的工程技術細節，僅作瞭必要的背景介紹，而未深入探討其技術瓶頸與前沿發展。 1. 傳統監測設備的精度極限與校準理論： 本書的非綫性模型對輸入數據的質量（如噪聲水平、采樣頻率的閤理性）極為敏感。然而，書中並未詳細論述如何通過精密的機械設計、光學原理來提高傳統監測設備（如傾角儀、應變計、深層位移計）的長期穩定性和絕對精度。例如，關於高精度傾角儀的溫度漂移補償算法的物理模型構建，以及分布式光縴傳感技術（DAS/DTS）在極端環境下的信噪比優化策略，均超齣瞭本書的範疇。 2. 無源與新型遙感技術的深度應用： 雖然本書提及瞭利用監測數據進行時空分析，但對於數據獲取層麵的前沿技術探索，則並未深入。這包括閤成孔徑雷達（SAR）乾涉測量（InSAR）在小位移監測中的局限性分析、激光雷達（LiDAR）點雲數據的特徵提取效率優化，以及無人機（UAV）搭載多光譜傳感器進行植被健康與土壤水分空間分布的反演方法，這些都屬於數據前端工程的範疇，未在本書中係統展開。 3. 傳感網絡架構與數據傳輸協議的優化： 滑坡預警係統依賴於物聯網（IoT）架構。本書假設數據能夠被可靠地傳輸和集中。但對於低功耗廣域網（LPWAN）技術在偏遠山區的數據冗餘與容錯機製設計、傳感器網絡的分層結構設計與能源管理優化等網絡工程問題，本書未予討論。 第二部分：傳統岩土力學與本構關係研究 本書的核心在於“非綫性理論”對失穩過程的動力學描述，這使得對構成滑坡體物質基礎的本構關係進行細緻的岩土力學剖析退居次要地位。 1. 細觀尺度下的顆粒運動學與接觸力學： 非綫性動力學通常處理宏觀尺度的時序演化。因此，本書未涉及離散元法（DEM）在模擬岩土材料內部顆粒間接觸、摩擦演化以及應力傳遞過程中的具體應用。關於顆粒材料的力學響應與孔隙結構演變之間的精細耦閤關係，本書未展開。 2. 粘土礦物學與水文耦閤的本構方程： 滑坡的觸發往往與地下水位的變化密切相關。本書的重點是基於時間序列的“預報”，而非“觸發機製”。故書中未詳細闡述粘土礦物膨脹/收縮引起的體積變形、剪脹性與剪縮性的本構模型，以及孔隙水壓力演變與土體有效應力路徑的詳細數學推導。 3. 界麵與結構麵的蠕變模型： 對於岩體滑坡或邊坡中的結構麵（如節理、軟弱夾層），蠕變行為是長期變形的關鍵因素。本書未深入探討基於時間強化的黏塑性蠕變模型（如Burgers模型或Findley模型）如何與非綫性動力係統耦閤，特彆是界麵剪切帶的本構應力-應變關係的精細化描述。 第三部分：工程治理與風險管理決策的工程經濟學視角 本書的目標是提供“分析與預報”工具，而非直接指導“治理措施”的選擇與實施。因此，對工程實踐中至關重要的經濟性、長期維護性和風險權衡問題，本書采取瞭迴避態度。 1. 邊坡支護結構的設計與穩定性驗算： 本書的預報結果可用於指導支護設計，但其本身並不包含錨杆、樁基、重力壩等主動/被動支護結構的抗滑穩定係數計算方法，例如極限平衡法（LEM）或有限元法（FEM）在具體工程尺寸確定中的應用細節。 2. 風險評估的概率經濟學與決策論： 滑坡的預報結果最終需要轉化為工程決策。本書主要關注物理過程的數學描述。因此，書中未涉及風險的量化評估模型，例如基於貝葉斯網絡（BN）的風險等級劃分，或決策分析中的最小化預期損失函數等經濟學或決策科學的內容。如何將非綫性模型的預報概率轉化為可接受的社會風險閾值，是本書沒有深入探討的領域。 3. 災害響應與應急管理流程的建立： 預報的最終目的是發布預警和組織疏散。本書未詳細描述預警級彆的分級標準（如I級到IV級）、應急響應的SOP（標準作業程序），以及災害發生後的快速損失評估方法。這些屬於公共安全管理和應急管理科學的範疇。 結論：本書的聚焦與外部視野 綜上所述，《滑坡監測分析預報的非綫性理論和方法》是一部專注於將復雜係統科學應用於滑坡動力演化序列的數學建模的專著。它成功地在非綫性動力學、突變理論與地質災害監測數據之間架起瞭一座橋梁。然而，讀者若期望在本書中找到關於傳感器硬件的最新突破、岩土材料細觀力學機製的詳細解析、或是支護工程的具體設計規範與風險經濟分析，則需要參考其他領域的專業文獻。本書的價值在於其理論工具的創新性，而非對整個滑坡工程學科鏈條的全麵覆蓋。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本專著的體驗，就像是跟隨一位老教授進行一次漫長而詳盡的學術漫步。作者的語言風格是極其嚴謹和剋製的，很少使用比喻或誇張的修辭，所有的論斷都建立在清晰的數學推理之上。對於那些希望通過閱讀此書來快速掌握“秘訣”或“快速解決方案”的讀者，我必須指齣，這本書完全不是為此目的而寫的。它強迫讀者去理解每一個變量的物理含義，每一個公式的推導過程，不允許任何一步的跳躍。例如，在處理土體彈塑性轉化的非綫性黏滯性部分時，作者甚至迴顧瞭前置的粘彈性理論的局限性，這雖然增加瞭閱讀的厚度，但也極大地考驗瞭讀者的耐心和專注力。這本書更像是一部需要被反復研讀的工具書，而不是一次性的快速消費品。它提供的不是快速答案，而是深入理解問題的底層邏輯和限製條件的思維框架，對於學術研究者來說，價值不可估量，但對於工程應用者，需要極強的毅力纔能將理論完全消化並轉化為實操技能。

評分☆☆☆☆☆

這本書在參考文獻的選擇上，透露齣一種對經典學術傳統的尊重，引用瞭大量二十世紀七八十年代的奠基性工作，對這些早期理論的梳理非常到位。它似乎更關注那些經過時間檢驗、已被數學工具固化的非綫性模型，比如基於能量耗散的判據。這使得全書的論證邏輯非常堅實，幾乎找不到可以被輕易證僞的薄弱環節。然而，正是這種對“經典”的恪守，使得本書在麵對現代計算工具的飛速發展時顯得有些滯後。例如，對於大規模並行計算在實時監測數據反演中的應用，書中幾乎沒有提及，或者隻是以腳注的形式一筆帶過。我希望看到如何利用現代GPU加速技術來求解那些作者花費大量篇幅推導齣的復雜積分方程組，但這部分內容被完全跳過瞭。因此，讀者會得到一個非常紮實的“理論基礎”，但如何用最先進的“計算引擎”去驅動這些理論，則需要讀者自行去探索其他更偏嚮數值方法或高性能計算的專業書籍。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭大量時間去研究書中關於“混沌係統”在邊坡動態響應中的應用那一部分。坦率地說，這部分內容是全書最吸引我的地方，因為它試圖用一種完全不同於傳統概率論的框架來理解滑坡的突發性與不可預測性。作者巧妙地將邊坡位移的時間序列數據視為一個高維動力係統的軌跡，並嘗試計算李雅普諾夫指數來量化係統的敏感性。這種跨學科的視角令人耳目一新，它暗示著邊坡失穩可能並非簡單的閾值突破，而是一種內在係統狀態的躍遷。盡管理論框架很吸引人，但真正落地到工程實踐中，如何從有限的監測數據中可靠地計算齣這些指數，並將其轉化為工程決策的依據，書中闡述得比較模糊，留下瞭很大的解讀空間。這感覺像是在一座宏偉的數學殿堂中欣賞瞭一幅精妙的藍圖，但通往那座殿堂的實際路徑卻不夠清晰。對於追求極緻理論深度的人來說，這是亮點；但對於需要直接指導現場工作的人來說，可能需要額外的補充材料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏非常緩慢，充滿瞭對基礎理論的細緻鋪陳，這對於初次接觸此類復雜模型的學習者來說，既是福音也是挑戰。我印象最深的是第三章對本構關係建立的討論，作者花瞭整整三十頁來論證為什麼特定的應力-應變關係必須引入時間依賴性，並且詳細對比瞭Kelvin體和Maxwell體在不同加載條件下的適用性。這種近乎哲學的探討方式，使得理解背後的物理意義變得尤為重要。然而，這種深度也帶來瞭閱讀上的障礙——當涉及到復雜的張量分析和偏微分方程的求解時，如果讀者沒有紮實的數學功底，很容易在中途迷失方嚮。我期待看到更多實際工程案例的“故障樹”分析，即如何從實際滑坡數據迴溯到具體的非綫性參數設置，但書中提供的案例分析多停留在理論驗證層麵，缺乏那種泥土味和現場感。總的來說，它更偏嚮於“為什麼是這樣”的理論構建，而非“如何實際操作”的應用指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計，尤其是封麵那種深邃的藍色調，初看就給人一種專業而沉穩的感覺，仿佛一下子就把你拉進瞭嚴謹的工程力學世界。我原本期望它能對岩土工程領域中那些最前沿的、尚未完全被主流教材吸收的數學模型和計算範式進行一次徹底的梳理。然而，翻開內頁，我發現它更像是一本紮實的教科書的增補，詳細闡述瞭經典方法如何通過引入非綫性動力學工具進行“升級”。比如，對於粘土層變形的蠕變過程描述，書中采用瞭大量的微分方程組，並且深入探討瞭如何用有限元法離散這些非綫性項。不過，對於近年來在人工智能領域迅速崛起的深度學習在邊坡穩定性預測中的應用，這本書的著墨明顯不足，或者說，它完全避開瞭這個熱點。整體而言，它非常適閤那些已經對傳統極限平衡法有深刻理解，渴望將分析工具升級到更高數學層次的岩土工程師或研究生，但如果你期待看到機器學習與傳統物理模型結閤的最新研究方嚮，這本書可能無法滿足你的“前沿”胃口。它在數學推導的嚴謹性上達到瞭高水平，但在拓寬應用領域上略顯保守。