(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 202211473378.4 (22)申请日 2022.11.23 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 111号 (72)发明人 杨涛　李搏凯　余海洪　吴羿君　 吴仕伟　吴俊　朱长城　 (74)专利代理 机构 北京集智东方知识产权代理 有限公司 1 1578 专利代理师 刘林　陈攀 (51)Int.Cl. G06T 17/05(2011.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种边坡软化区域预测方法、 系统、 设备及 可读存储介质 (57)摘要 本发明提供了一种边坡 软化区域预测方法、 系统、 设备及可读存储介质， 涉及边坡地质灾害 防治领域， 包括建立三维边坡模型， 通过在所述 三维边坡模 型中添加软化区域的数据， 以获得三 维边坡中的裂缝数据； 根据所述软化区域的数据 和裂缝数据生成数据样本， 构建神经网络模型所 需的训练集和测试集； 搭建神经网络模型， 利用 所述训练集和测试集对所述神经网络模型进行 训练和测试， 以获得边坡软化区域预测模型； 将 待预测边坡的裂缝数据输入所述边坡软化区域 预测模型中， 预测得到软化区域的数据。 本发明 用于解决现有边坡预测方法无法预测出边坡滑 带的软化区域的位置， 从而无法对边坡的防止提 供有效的帮助的技 术问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115546433 A 2022.12.30 CN 115546433 A 1.一种边坡软化区域预测方法， 其特 征在于， 包括： 建立三维边坡模型， 通过在所述三维边坡模型中添加软化区域的数据， 以获得三维边 坡中的裂缝 数据； 根据所述软化区域的数据和裂缝数据生成数据样本， 构建神经网络模型所需的训练集 和测试集； 搭建神经网络模型， 利用所述训练集和测试集对所述神经网络模型进行训练和测试， 以获得边坡软化区域预测模型； 将待预测边坡的裂缝数据输入所述边坡软化 区域预测模型中， 预测得到软化 区域的数 据。 2.根据权利要求1所述的边坡软化区域预测方法， 其特征在于,所述建立三维边坡模 型， 通过在所述三 维边坡模型中添加软化区域的数据， 以获得三 维边坡中的裂缝数据， 具体 包括： 获取待预测边坡的空间坐标点， 在颗粒流软件中建立 三维边坡 模型； 在所述三维边坡 模型中确定出滑带的位置和形状参数； 沿所述三维边坡模型水平方向选取滑带作为软化 区域， 对所述软化区域中的岩土体的 数据进行 赋值， 所述岩土体的数据包括岩土体的粘聚力和内摩擦角； 沿所述三维边坡模型竖直方向等间距的划分出若干个观察点， 并监测所述若干个观察 点的位置状态； 基于所述观察点的位置状态计算出三维边坡中的裂缝数据， 所述裂缝数据至少包括裂 缝的宽度、 深度以及角度。 3.根据权利要求1所述的边坡软化区域预测方法， 其特征在于,所述根据 所述软化区域 的数据和裂缝 数据生成数据样本， 构建神经网络模型 所需的训练集和 测试集， 具体包括： 将裂缝数据作为输入特 征标签、 软化区域的数据作为输出 特征标签构建出 数据样本； 选取80%的数据样本作为训练集， 20%的数据样本作为测试集。 4.根据权利要求1所述的边坡软化区域预测方法， 其特征在于,所述将待预测边坡的裂 缝数据输入所述 边坡软化区域预测模型中， 预测得到软化区域的数据， 具体包括： 获取待预测边坡当前的裂缝 数据； 将所述裂缝数据输入边坡软化 区域预测模型， 得到边坡的软化 区域和软化区域中岩土 体的粘聚力和内摩擦角。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的边坡软化区域预测方法， 其特 征在于,还 包括： 利用边坡的裂缝数据和软化 区域的数据， 计算待预测边坡下滑的土方量和局部安全系 数， 局部安全系数的计算方法为： ； 式中， 表示局部安全系数， 为计算点的抗剪强度， 为粘聚力， 为内摩擦 角， 为剪应力， σn为第n个垂直滑带的正应力。 6.根据权利要求5所述的边坡软化区域预测方法， 其特征在于,还包括： 基于待预测边权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115546433 A 2坡的局部安全系数和待预测 边坡下滑的土方量， 评判 出待预测边坡的安全等级， 所述安全 等级包括 安全、 较安全、 较危险、 危险及高危险。 7.一种边坡软化区域预测系统， 其特 征在于， 包括： 三维模型搭建模块： 用于建立三维边坡模型， 通过在所述三维边坡模型中添加软化区 域的数据， 以获得三维边坡中的裂缝 数据； 数据集划分模块： 用于根据所述软化区域的数据和裂缝数据生成数据样本， 构建神经 网络模型 所需的训练集和 测试集； 神经网络模型搭建模块： 用于搭建神经网络模型， 利用所述训练集和测试集对所述神 经网络模型进行训练和 测试， 以获得边坡软化区域预测模型； 预测模块： 将待预测边坡的裂缝数据输入所述边坡软化区域预测模型中， 预测得到软 化区域的数据。 8.根据权利要求7所述的边坡软化区域预测系统， 其特征在于， 所述三维模型搭建模块 具体包括： 数据获取单元： 用于获取待预测边坡的空间坐标点， 在颗粒流软件中建立三维边坡模 型； 滑带确定单 元： 用于在所述 三维边坡 模型中确定出滑带的位置和形状参数； 赋值单元： 用于沿所述三维边坡模型水平方向选取滑带作为软化区域， 对所述软化区 域中的岩土体的数据进行 赋值， 所述岩土体的数据包括岩土体的粘聚力和内摩擦角； 监测单元： 用于沿所述三维边坡模型竖直方向等间距的划分出若干个观察点， 并监测 所述若干个观察 点的位置状态； 计算单元： 用于基于所述观察点的位置状态计算出三维边坡中的裂缝数据， 所述裂缝 数据至少包括裂缝的宽度、 深度以及角度。 9.一种边坡软化区域预测设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储计算机程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述边坡软化区域预 测方法的步骤。 10.一种可读存储介质， 其特征在于： 所述可读存储介质上存储有计算机程序， 所述计 算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1至 6任一项所述 边坡软化区域预测方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115546433 A 3