基于混合支持向量机模型的边坡稳定性预测方法研究

杨彪山, 钟华介

地质灾害与环境保护 ›› 2025, Vol. 36 ›› Issue (02) : 80-87.

基于混合支持向量机模型的边坡稳定性预测方法研究

  • 杨彪山, 钟华介
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摘要

高边坡的变形与失稳是水电工程中频繁发生的地质灾害,不仅威胁工程安全,还可能造成严重的经济损失和人员伤亡,其准确预测至关重要。研究基于主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM),提出了一种高边坡稳定性预测的混合PCA-SVM模型。通过PCA提取主要特征变量,去除冗余信息并降低输入维度,减少了计算模型的输入量并提升了数据质量。然后,选取了5个关键参数-边坡岩石重度、内摩擦角、内聚力、边坡角以及边坡高度,作为混合PCA-SVM模型的输入数据。同时,引入了随机森林(RF)模型和数据处理组合算法(GMDH)模型作为对比。在评估模型性能时,采用了均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数(R2)、Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)、Willmott指数(WIA)以及LegatesMcCabe指数(LM)等6个统计指标,以确保评估结果的全面性和客观性。研究结果显示,通过R2、NSE、WIA和LM此4项评价指标的综合分析,混合PCA-SVM模型的预测性能指标值高出对比模型0.1%~16.6%;在误差控制方面,该模型的RMSE与.MAE较对比模型收窄至1.1%~2.05%。研究认为,混合PCA-SVM模型在预测高边坡的稳定性方面具有很高的精确性,可以为类似工程提供参考和借鉴。

关键词

边坡稳定系数 / PCA-SVM模型 / 高边坡稳定性预测

中图分类号

TV223

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杨彪山, 钟华介. 基于混合支持向量机模型的边坡稳定性预测方法研究. 地质灾害与环境保护. 2025, 36(02): 80-87

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