1.一种三特征点实时预测岩土灾害体破坏时间的方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:基于现场监测和实验观测数据,得到监测量发展速率随时间演化的速率时间曲线;
S2:定义速率时间曲线上三个特征点A、B、C,并设定特征点A、B、C之间的速率关系为:vB、vA、vC分别为速率曲线中特征点A、B、C的速率;
S3:在速率时间曲线上任选两个点作为特征点A、C,根据特征点A、B、C之间的速率关系,确定特征点B的位置;
S4:根据特征点A、B、C之间的速率关系和幂律奇异性前兆表达式,确定破坏时间与三个特征点A、B、C时间的关系:tf为破坏时间,tA、tB、tC分别为速率曲线中特征点A、B、C所对应的时间;
S5:根据破坏时间与三个特征点A、B、C时间的关系,确定破坏时间tf;
S6:重复步骤S3~S5,对破坏时间tf进行更新和修正,得到最终的破坏时间tf*。
2.根据权利要求1所述的一种三特征点实时预测岩土灾害体破坏时间的方法,其特征在于:在所述步骤S4中,幂律奇异性前兆表达式为:v=k(tf-t)-β (3)其中,v为监测量的速率,k为参数,β是幂律奇异性指数;
将式(3)两边取对数得到:
logv=logk-βlog(tf-t) (4)即特征点A、B、C的速率、时间与破坏时间的关系为:logvA=logk-βlog(tf-tA) (5)logvB=logk-βlog(tf-tB) (6)logvC=logk-βlog(tf-tC) (7)分别将式(3)减去式(4),式(4)减去式(5)得到:根据式(1)、式(8)和式(9)得到由式(10)可以得到破坏时间:
上式两边同时减去tA后,可以得到:
3.根据权利要求1或2所述的一种三特征点实时预测岩土灾害体破坏时间的方法,其特征在于:在所述步骤S3中根据特征点A、B、C之间的速率关系,利用几何作图法Ⅰ确定特征点B的位置;
所述几何作图法Ⅰ如下:在速率时间曲线上,任意选取两个特征点A、C,过点A作t轴的垂线,垂足为点tA,作v轴的垂线,垂足为vA;过点C作t轴的垂线,垂足为点tC,作v轴的垂线,垂足为vC;
以点tC为圆心,以线段Ctc为半径作圆弧,其与t轴交于点R;
过A点作t轴的平行线,与线段Ctc相交于M点;
以点tC为圆心,以线段MtC为半径作圆弧,其与t轴交于点S,线段RS的长度为:RS=vC+vA (13)
以线段RS为直径作圆弧与线段Ctc相交于N点;
得到:
Ntc2=Stc×Rtc (14)结合式(1),得到线段NtC=vB;
过N点做t轴的的平行线,其与速度曲线的交点即为B点。
4.根据权利要求3所述的一种三特征点实时预测岩土灾害体破坏时间的方法,其特征在于:在所述步骤S5中根据破坏时间与三个特征点A、B、C时间的关系,利用几何作图法Ⅱ确定破坏时间;
所述几何作图法Ⅱ如下:
过B点做t轴的垂线,垂足为tB;
分别做出线段tAtB和tAtC的中点P、Q;
以点tB为圆心,以tBP为半径作圆弧,其与线段BtB交于H点,以tBQ为半径作圆弧,其与线段BtB交于E点;
过H点作t轴的平行线,其与tAE的延长线交于F点;
过F点做t轴的垂线,由式(2)可知,垂足即为破坏时间tf。