1根据监测点聚类分析的边坡危险区域识别

1.1聚类分析原理，根据监测在线各监测点的变形特征，可将监测点分为危险点和安全点。监视点的分类原则是，如果该监视点的变形序列为趋势序列，则称为危险监视点的监视点的变形序列为稳定序列，则称为安全监视点。因此，判断监视点的变形顺序是否稳定顺序是监视点分类的关键。文献1~5平稳的序列和趋势序列的判断一般采用以下两种方法:(1)利用序列图判断获得的样品序列数据为序列图，各观测点的观测值不是水平直线的上下波动，而是向上或向下的倾向(2)利用样本从相关函数γ^k进行稳定性判断，其计算式为:式中:xt为变形样品序列k为延迟点。根据样品序列资料计算样品的相关函数γ^k，k增大时，γ^k迅速衰退时，认为该边坡变形序列平稳的k增大时，γ^k衰退缓慢，该边坡变形序列不平稳。

1.2实例分析(1)矿区工程概况小龙潭矿务局是云南省重要能源基地，主要为滇南地区火电厂、化肥、水泥等企业和居民提供煤炭。小龙潭矿山是云南省发现开发的最大褐煤矿区，矿区为南北长7km，东西宽2~3km的椭圆盆地，面积约17km2，探索地质储藏量1099.59mt。其中布沼坝露天矿原产能4.8Mt/a，根据云南发展规划要求其产能达到12Mt/a，因此需要加快矿山挖矿推广速度，这也引发了边坡的剧烈变形问题。

小龙潭煤田是由新第三纪小龙潭煤系地层组成的一北东向山间倾斜盆地。斜长轴方向为北东西南，全长约5km的短轴方向为北西南东，宽约2.43km，受斜结构的影响，西帮斜坡岩层反转，下部为粘土岩，上部为破裂灰岩体，对斜坡稳定产生了非常不利的影响。区内有三条较大的断层F2、F3、F4，形成了煤田的东、西、南边的自然界限。(2)门槛确定本文设置边坡水平位移累计值不超过30mm的变形序列为稳定序列。以布沼坝露天矿山边坡水平位移分析为例，边坡地表位移从2005年3月开始进行变形观测，每月观测监测点一次，到2008年7月为止获得了40期观测数据。如果边坡的水平位移累计值不超过30毫米，则说明监控点边坡的位置相对稳定。(3)边坡地表监测点分类实例预测分析布沼坝露天矿西帮边坡共布置13条监测线、51个监测点，按上述方法分类分析。图1是jn2-1监视点的水平位移序列及其自关函数，从水平位移图来看，该序列是趋势序列，即位移曲线随时呈增加趋势，从相关函数图来看，该点边坡的水平位移序列也是趋势序列。图2是jw350-2监视点的水平位移序列及其自关函数，从水平位移图来看，该点边坡的水平位移序列是稳定的序列，即位移曲线在某个水平线上下振动的相关函数图来看，该点的水平位移序列也是稳定的序列。应用同样的方法，分析了边坡51个监测点的水平位移变形序列的变形特性，得出了集中结果:jn2-1、jn2-2、…、jn7-3、jw342-2、jw342-3、…、jw350-1共33个监测点的水平位移序列是趋势序列，这些序列对应的监测点是危险点，该区域的边坡变形比较大，属于危险变形区域的其馀8个监测点的水平位移序列是平稳定序列，对应的监测点是安全点，表明该区域的边坡变形比较小，属于相对安全区域。

从边坡变形危险点的空间分布位置来看6~9，这些点相邻，构成完整的边坡危险变形区域，基本上位于该边坡西北角区域的地形分布来看，该危险变形区域位于两个山脊之间的沟谷区域，雨季汇率大，上部防洪系统差，雨水浸入下部岩体，该区域的下部岩体为粘土岩体，雨水浸入强度大根据监测数据的聚类分析结果和对地层分布和地形地势分布特征的综合分析，可以判断该地区是滑坡体的潜在危险范围，称为滑坡危险地区，重点监测该地区的滑坡，预防滑坡的发生。

通过划分，本工程西帮边坡的危险区分布如图3所示，图中实线周围的边坡区是根据变形序列趋势特性确定的危险区范围。根据上述方法，可以确定潜在危险区和相对安全区，为边坡重点监测和防滑提供科学依据。

2结论

依据聚类分析方法，通过对布沼坝露天边坡地表监测点的变形分析，可以得出如下结论。(1)随着坡角的增大，边坡危险区域位移量伴随着影响因素强度的增大而增大。如雨季，边坡变形急剧加速，边坡岩体变形与降雨强度直接相关。(2)通过聚类分析，结合边坡工程地质特点，确定本边坡的西北角是个潜在滑坡体，这与实际变形状况基本一致。(3)由累计水平位移矢量图和变形等值线显示，危险区域的水平变形值较大，靠近西北角区域下部边坡变形值最大。说明影响边坡变形的主要因素与边坡弱层和含水量直接相关，符合露天矿开采引起的岩体移动的一般规律。