基于指标变权重复合云模型的岩质边坡稳定性评价初探

近年来,云模型评价方法在边坡的稳定性评价中得到了较深入的应用。但目前评价指标的权重多为某一精确值,没有考虑指标权重的不确定性和模糊性。为解决这一问题,尝试用指标变权重云模型表示各指标的权重,并引入权重范围系数以调整指标的权重变化幅度。参照《水电水利边坡工程地质勘察技术规程》和《地质灾害调查技术要求》对评价指标进行选取。参考行业规范、学者们的研究经验以及福建省的实际情况,采用等间距法对各评价指标相应的稳定分级区间进行划分。根据上述方法在MATLAB程序中编写算法,得到了基于指标变权重的复合云模型,并开发了相应的应用程序。通过对福建省连江县黄岐镇边坡的分析,认为该边坡总体处于基本稳定状态,但仍存在转化为不稳定的可能性。根据勘察报告,该坡段于2016年6月17日曾因强降雨发生崩塌,初步验证了本方法的分析结果。     

基于集对云模型的边坡稳定性评价

集对分析对边坡稳定性进行评价时,采用线性公式来表达联系度,难以准确反映工程实际,且具体的联系度扼杀了系统的随机性。对此,将云理论中“隶属云”的概念引入对联系度进行改进得到云联系度,形成了集对云模型。该模型将云联系度矩阵与云理论改进AHP确定的权重矩阵相结合,得到综合云联系度矩阵,通过云发生器绘出等级云图。该模型兼顾系统的模糊性和随机性,且实现了等级的可视化,并通过X云发生器得到隶属不同等级的概率。将该模型应用于边坡工程中,与既有模型和工程实际进行对比分析,验证该模型的准确性,并对不同的边坡进行稳定性排序。模型结合云理论与集对分析的优点,充分考虑系统的随机性,为边坡稳定性评价提供了一种思路和参考。     

岩质边坡稳定性预测的BP网络法

结合已有岩质边坡工程实例,针对岩质边坡稳定性预测中存在的问题,提出了运用BP网络预测岩质边坡稳定性的方法,并构造了相应的网络模型。预测结果表明,模型具有较高的预测精度,能够满足实际工程需要,是有一定实用价值和参考价值的边坡稳定性预测方法。     

基于模糊综合评判的公路岩质边坡稳定性分级研究

公路岩质边坡具有点多线长、规模小的特点,缺乏详细的岩体力学参数,现有岩体分级系统难以应用。根据公路岩质边坡的特点,考虑建模过程的系统全面性、简明科学性、相对独立性及灵活可操作性,选取合理的边坡稳定性评价指标,建立了边坡稳定性的两层综合评价体系,运用层次分析法确定了评价指标的权重矩阵,采用模糊综合评判方法建立了公路岩质边坡的稳定性分级模型。运用该模型对湖南省常德－吉首高速公路路段内142个岩质边坡稳定性进行了模糊综合评判分级,结果表明,该方法是合理实用的,可供同类工程借鉴。     

基于模糊因素的岩质边坡地震稳定性多模型组合评价

岩质边坡地震稳定性评价是岩土边坡地震失稳防治的基础工作,针对评价过程中评价因素的多源模糊性,借鉴工程可变模糊集理论,将模糊可变评价模型应用于岩质边坡地震稳定性评价中。综合考虑岩质边坡内在结构和外部自然条件,选取岩土体特性、新构造运动特征、坡高、坡角、年均降雨量和场地地震烈度6个指标作为评价指标体系并建立等级标准;将改进熵权算法引入该模型中,利用指标实际数据离散性求权重;通过改变模糊可变评价模型参数对岩质边坡地震稳定性进行线性与非线性组合评价,并将均值作为最终评价结果。将该方法应用于天然边坡与路堑边坡实例中,结果表明,模糊可变评价模型评价结果合理、客观,具有更高的可靠性与稳定性,为岩质边坡地震稳定性评价工作提供了一种新的研究方法与思路     

基于岩质边坡稳定性治理的生态恢复浅析

目前岩质边坡生态恢复问题在我国公路建设中研究较多，各种绿化方法不断涌现。这为岩质边坡生态恢复提供了强有力的技术支持，并使岩质边坡环境状况大大改善。然而边坡生态防护应基于稳定性之上。如今多是边坡稳定性治理后，再采取生态绿化，而未将稳定性治理与生态绿化作为整体综合性设计。论文提出对边坡稳定性治理与生态恢复整体考虑、综合设计的观点，可为非稳定岩质边坡生态恢复提供参考。     

层状岩质边坡遍布节理模型的三维稳定性分析

采用遍布节理模型（ubiquitous-joint模型）描述层状岩体的各向异性特征,并探讨ubiquitous-joint准则中安全系数的计算方法,利用FLAC3D分析层理倾角、倾向与边坡稳定性之间的关系,结果表明：（1）对于顺层边坡,当岩层倾向与坡面倾向的夹角 较小时,边坡的安全系数随层理倾角 的增大呈现先减小后增大再减小的趋势; 20°～30°时,安全系数得到最小值, 60°时安全系数得到最大值;不同破坏型式导致安全系数变化规律之间的差异;当 较大时,曲线从先减小后增大的趋势转变为不断增大的趋势;根据 的大小将顺层边坡分为两类：当 45°时,为严格顺层边坡;当45° 90°时,为斜向层状边坡。（2）对于逆层边坡,当 45°时,曲线呈现先增大再减小然后又增大的趋势,各曲线随 的变化程度基本相同;但减小过程中,随着 的增大,曲线的斜率逐渐减小,边坡稳定性的各向异性程度减小;当 45°时,曲线随 的增大呈现非线性单调递增的趋势。（3）安全系数与 之间的关系表明,对于顺层坡,随着 的增大,边坡安全系数逐渐增大;对于逆层坡,当 较小时( 150°),边坡安全系数随 的增大而逐渐减小;随着 的增大( 120°),边坡安全系数与 呈现递增关系。     

岩质边坡稳定性研究中裂隙水的影响作用与定量评价

本文根据地下水对边坡稳定性影响的方式和特点，论述了裂隙水的运移对岩质边坡稳定性评价中的影响作用，并给出了这种影响作用的定量评价方法。     

基于改进极限学习机模型的岩质边坡稳定性评价与参数反演

岩质边坡的稳定性评价与参数确定是岩土工程领域的经典难题。基于大数据智能计算的优点,提出了一种结合变量遗忘因子的正则化在线序列极限学习机模型(FOS-ELM)的岩质边坡稳定性评价和参数确定方法。根据收集的1 235例岩质边坡的几何力学与Hoek-Brown模型参数,应用贝叶斯信息准则(BIC)优选基于岩体强度指标(GSI)、扰动因子(D)、岩石材料常数(m_i)、单轴抗压强度(σ_ci)、岩体重度(γ)、坡高(H)、坡角(β)的最优输入组合预测边坡稳定安全系数(F),并建立7个模型对最优输入组合进行评价,论证模型的预测精度,结果表明全参数输入组合精度最高,但输入参数并不是越多越好。同经典的极限学习机模型(ELM)相比,该模型具有预测精度高、预测速度快、后期增加边坡数据无须重新训练等优点。并采用不同赋值的全参数输入模型(FOS-ELM-M₇)建立边坡参数反演模型,结果表明该模型对边坡单参数和双参数的反演计算速度快、精度高,为获取岩体边坡参数提供了一种快捷的新方法。     

岩质边坡稳定性快速评估系统的构建及其应用

针对目前缺乏快速定量评价边坡稳定性方法问题,采用FLAC强度折减法计算了24个不同坡高、不同坡角、不同岩体质量级别边坡的稳定性系数,根据计算结果绘制了稳定性系数等值线图,该稳定性系数等值线图即为要构建的边坡稳定性系数查询系统,利用该查询系统,可以在已知坡高、坡角、岩体质量级别等条件下快速地查询到边坡稳定性系数,进而对边坡的稳定程度做出评价,实现了合理地定量快速评价边坡稳定性的目标。将该稳定性系数查询系统应用到一些边坡稳定性评价实例中,结果表明:用稳定性系数查询系统评价的边坡稳定性与其他学者用复杂评价方法评价的结果基本一致,这说明用本文提出的边坡稳定性系数查询系统进行稳定性评价是可行的。     

岩质路堑深边坡稳定性评价的模糊概率方法

边坡工程是一个动态的、模糊的、开放的复杂系统,影响边坡稳定性的因素复杂且具有随机性和模糊性,传统的分析方法难以对复杂边坡的稳定性作出符合实际的评价。运用模糊概率的基本原理,建立了岩质路堑深边坡稳定性评价的模糊概率模型。在此模型中,综合选取了边坡岩体质量系数SRQC、边坡结构系数SSC、坡高系数SHC、坡角系数SCC、工程因素影响系数EFEC等5个评价指标因子;同时将边坡稳定性评价等级划分为很不稳定、不稳定、基本稳定、稳定以及很稳定5个等级。利用模糊概率模型对20个典型的边坡工程进行了稳定性评价分析,结果表明：该方法具有明显的合理性和可靠性,为边坡工程的预测与防治提供了新的途径。     

海阳核电厂岩质边坡破坏模式及稳定性分析

对紧靠基坑边坡顶部边缘有大型吊装设备、吊装荷载较大以及走向呈弧形的海阳核电厂核岛岩质基坑边坡从定性和定量两个方面进行了稳定性分析。根据场地的地层岩性和地质构造特征,采用赤平投影方法对该边坡发生平面滑动、楔形体破坏和倾倒破坏模式进行了定性分析,初步确定了边坡区域可能发生某种形式破坏的区域范围。在此基础上,对最可能发生平面滑动和楔形体破坏的区域采用极限平衡法对边坡稳定性进行了定量分析,并对采用锚杆加固后的边坡采用极限平衡法进行了稳定性定量分析。分析研究表明:①该边坡不同区域可能发生边坡破坏的模式不同,相比其他破坏模式,岩质边坡发生楔形体破坏的可能性最大;②锚杆对提高楔形体的稳定性效果较为明显,特别是对于欠稳定的楔形体,施加锚杆可以明显提高其稳定性。     

基于强度折减法的岩质边坡稳定性二维有限元分析

非线性有限元强度折减法是近年来岩土工程界广受关注的一种边坡稳定性分析方法。通过对岩体结构面强度折减,使岩质边坡达到不稳定状态,有限元计算不再收敛,此时的折减系数就是边坡的安全稳定性系数。结合工程实例,对边坡稳定性进行二维有限元分析,得到了符合实际情况的分析结果,表明基于强度折减法的边坡稳定性二维有限元分析是可行的。研究结果表明,采用有限元应力分析方法和强度折减法相结合的方式能快速有效地求解岩质边坡的稳定安全系数,并可为岩质边坡稳定性评价提供一定的指导依据。     

地表水和地下水对岩质边坡稳定性影响及防渗措施

1　引言我国严重的地质灾害发生时段主要集中在7～9月汛期的暴雨期间。造成地质灾害发生的主要原因仍以自然因素为主,特别是崩滑流地质灾害,绝大部分都与大气降雨有着十分密切的关系。由此可见,水对边坡稳定的影响是很大的,有时甚至是灾难性的。因此,从事边坡治理工作的人都知道这样一个原则:治坡先治水。三峡库区年均降水量1100mm左右,时空分布不均:4～1月降水占全年的80%以上,5～9月常出现暴雨。多年平均年暴雨数为3～7d,最大24h降雨量>200mm,暴雨持续时间一般为1d左右,约有1 5的暴雨可持续2d。暴雨是诱发边坡失稳的主要因素之一。三峡库…     

基于坐标投影法岩质边坡块体稳定性分析及其可视化研究

块体塌落或滑动是岩质边坡工程的重要破坏形式之一,因此块体稳定性分析是岩质边坡工程中一项极为重要的内容。以浙江仙居县神仙居岩质边坡为研究背景,对块体稳定性分析及可视化进行研究。基于线性回归法和非均匀有理B样条法提出拟合结构面和临空面的新方法。基于坐标投影法提出单滑面和双滑面型块体的稳定系数计算方法,将无人机与坐标投影法结合,并基于Matlab开发出适于岩质边坡工程中平面多面体块体和曲面块体稳定性分析的CPG程序。该程序可实现结构面、临空面及不稳定块体的空间表示及可视化。工程实践表明,该研究可高效、准确地处理落石、崩塌等工程地质灾害问题。程序计算结果与坐标投影块体理论计算结果基本一致,块体稳定性分析方法可靠,开发的CPG程序可行,可大幅提高块体稳定性分析效率,具有实际工程意义。     

水对岩质边坡稳定性的影响

自然界中由水引起的岩体失稳主要是由于水边界条件的改变。据岩体中裂隙的发育程度,将岩体边坡期分为两种类型:非连续介质边坡和等效连续介质边坡,结合具体实例,本文从理论和室内模拟两方面分别论述了这两种类型的边坡在水边界条件改变时稳定性的变化规律。     

基于有限元修正节理岩质边坡稳定性计算的解析解

采用有限元方法探讨在人工开挖或自然侵蚀环境下,岩质边坡体内应力场的变化及节理发育形成机理,并采用有限元强度折减法对后缘具有张节理边坡的稳定性影响因素进行敏感性对比分析,进而得出具有非贯通节理边坡稳定性计算的修正解析解。结果表明：卸荷及风化作用导致边坡体由表及里出现应力重分布及应力集中的现象,使边坡后缘由顶部向下发育一簇竖直向下或略向临空面倾斜的张节理,当张节理与下部的缓倾剪节理贯通时,边坡发生破坏;边坡稳定性最敏感的影响因素为受剪节理的倾角及贯通度,其次是节理的强度参数;可将工程中较难调查的节理贯通度转化为节理的强度参数来等效表达,并根据Mohr-Coulomb强度准则推导得到适用于具有非贯通节理的岩质边坡稳定性的修正解析解。     

岩质边坡稳定性多人多层次模糊综合评价系统研究

以工程地质分析法为基础,针对边坡稳定性工程地质评价时评价指标多层次及多人参与的特点,应用系统工程与模糊数学知识,建立了岩质边坡稳定性多人多层次模糊综合评价模型。从影响边坡稳定性因素的构成关系入手,构造了描述边坡稳定性综合评价的评价指标多层次有序评价树（MOET）结构,建立了MOET中评价指标的知识量化方法：包括4种隶属函数与集成式指标权重获取方法,给出了基于知识的模糊推理算法及其计算机程序框图,研制出岩质边坡稳定性多人多层次模糊综合评价系统（SM2FCERS2）.实例证明该系统是有效的。     

模糊数学在岩质边坡稳定性分析中的应用

模糊评判法作为一种评价边坡稳定性方法,其关键在于能否准确地建立评价模型,是否能准确建立模型的重点在于隶属度与各评价因子权重的确定。在实际工程中,几乎所有研究者都是采用专家打分法来定权重。虽然这一方法应用广泛,但是主观性太强,不够客观合理。采用判断矩阵分析法来确定评价因子的权重,用二级模糊评判对某工程实例进行计算分析,结果表明用该法确定权重简便,亦能较好反映边坡所处状态。     

基于因子权重反分析的新近失稳土质边坡稳定性评价云模型

在强降雨等因素影响下,新近失稳土质边坡易再次发生滑动,并对现场救援人员的安全构成威胁。如何对该类边坡的稳定性进行快速、准确地评价,亟须解决。由于古滑坡的滑动面处土体的抗剪强度随着时间的推移有所提高,故无法直接套用古滑坡复活的评价方法。常用的极限平衡条分法或有限元等数值分析法又需要事先进行现场勘察,耗时较长影响救援进度。因云模型评价方法对评价因子的精度要求较低,可弥补上述方法的不足之处。但目前对云模型评价因子权重的研究,仍存在一些不足之处,故提出采用反分析法来计算各评价因子的权重。选取坡高等9个易于获取且是决定边坡稳定性的主要因素为评价因子,参照《地质灾害调查技术要求》和前人的研究成果对各评价因子的稳定分级区间进行划分,利用MATLAB程序语言平台生成相应的综合云模型。根据滑坡前各评价因子的数值反分析其权重的云模型特征参数,建立可方便快捷地对新近失稳边坡进行稳定性评价的云模型,使用Python 语言和Qt Designer工具进行应用程序的开发。使用该应用程序对福建省永春县冷水村一新近失稳边坡2016年11月3—8日的稳定性进行评价,得到的结果与现场情况基本吻合,初步验证了该方法准确性。该程序的运行过程耗时较短,也验证了该方法的快速性。