随着高山峡谷地区大型水利工程建设项目的日益增多,边坡工程的高度越来越大,面临的问题也日趋复杂和困难,边坡失稳不仅影响工程进度,造成重大经济损失,且多涉及生命财产,故高边坡稳定监测是水利工程建设的核心内容之一,对监测数据的分析及对高边坡性态的预测具有重要的社会和经济意义。本文将高边坡视作一个动力系统,充分考虑其非线性问题,将分形理论、混沌理论等非线性科学应用到边坡监测资料分析和预测领域中,具体研究内容如下:首先运用R/S法对高边坡监测时间序列进行分析,发现岩质高边坡是一个复杂的非线性动态系统,具有较强的分形特性,并在此基础上建立改进的变维分形预测模型对高边坡监测数据进行拟合、预测,计算结果表明该预测模型具有抗噪性强、适应小数据量监测资料,预测精度高等优点;接着引入混沌理论,研究了高边坡动力系统的相空间重构方法以及高边坡监测数据相空间重构参数的确定方法;最后对监测资料进行分析,证明了系统演化中存在混沌特性,并建立了基于Lyapunov指数的高边坡监控预测模型。