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。     

降雨条件下建筑边坡稳定性的云模型评价方法

降雨是导致边坡失稳的主要诱因之一,如何对建筑边坡稳定性的降雨阈值进行确定尤其重要。首先引入云模型的评价方法建立建筑边坡稳定性评价体系。该评价体系综合考虑边坡岩土体的主要地质特征以及降雨历时、降雨强度和前期降雨量等因素,并采用改进的熵权层次分析法得到各评价指标的权重。其次,根据评价体系对不同降雨工况下的边坡稳定性评价,得出边坡基本稳定—欠稳定以及欠稳定—不稳定的降雨阈值方程。最后将该降雨阈值方程应用于分析福建省南平市金龙花园小区边坡2010年6月13日至2010年6月18日降雨期间的稳定状态。分析结果中有5天的与边坡实际情况相吻合,仅有6月15日的分析结果与实际情况有所偏差。结果表明该方法具有较好的可靠性和实用性。     

一种Gamma-云的富营养化评价方法及其应用

基于富营养化评价中隶属分布的非对称性和"单侧受限"假设,引入云模型理论提出了一种基于Gamma-云模型的富营养化评价方法。由既定指标区间计算各等级的Gamma-云模型参数,通过云发生器生成各指标下相应于各等级的Gamma-云模型;由层次分析法确定指标权重。将实测水质数据代入Gamma-云模型,并通过指标权重计算得到水体对各富营养化等级的确定度,由确定度最值对应的等级作为评价结果。以我国12个代表性湖库为例验证了Gamma-云评价方法的适用性,并将该方法与单一指标法,模糊可变集法和正态云法进行对比。实例表明,基于Gamma-云模型的富营养化评价方法可行有效,为水体富营养化评价工作提供了新思路。     

水库边坡稳定性评价的改进云模型

水库边坡的稳定性受诸多因素的影响,以致其准确评价仍存在一定的困难。为克服传统的正态云模型方法在实际应用中存在的云模型特征值取值不统一以及使用期望隶属度而非实际隶属度两个问题,提出了改进型正态云模型,并在MATLAB软件平台上开发了便于模型应用的程序。选取影响水库边坡稳定性的12个主要因素作为评价指标,应用程序生成各评价指标在各稳定性等级的综合隶属度云模型,接着使用改进的熵权层次分析法确定各评价指标的相应权重,最后将平均综合隶属度最高值所在的级别确定为边坡的稳定性等级。将该方法应用于34个水电边坡工程稳定性评价实例,并将结果与现行国家规范推荐的CSMR法及这些边坡的实际状态进行了比对。结果表明该方法的准确度比CSMR法高,具有较好的可靠性和实用性,也可供公路、铁路或建筑等其他岩质边坡在进行稳定性评价时参考。     

黄土边坡稳定性的熵权法综合评价

在边坡的稳定性综合评价中,评价体系的建立和评价因素权重的确定是关键问题。针对这种情况,建立一种新的黄土边坡稳定性综合评价模型。模型中将黄土边坡稳定性分为5个级别：稳定;较稳定;欠稳定;不稳定;极不稳定。以坡高、边坡总坡比、天然重度、内摩擦角、粘聚力为评价因子。针对评价因素权重确定中的困难,把熵权法运用到边坡的综合评价中,避免人为确定权重的主观性。通过实例的计算表明,该评价方法是合理、可行的,为边坡稳定的综合评价提供有益参考。     

不同权重条件下降雨对边坡稳定性影响的二级模糊综合评判

边坡稳定性影响因素众多,其中一部分具有明显的不确定性,用经典数学理论及力学模型很难描述。采用二级模糊综合评判法,对影响边坡稳定的离散型和连续型因素采用不同方法确定隶属度,并利用二元对比分析法给出各因素权重值;同时考虑降雨对边坡稳定的重要影响,对降雨后各影响因素的权重进行修正,建立边坡稳定的二级模糊综合评判计算模型,评价降雨前后边坡稳定性的变化。研究结果表明：模型所采用的隶属函数,充分考虑了各个因素的不同特点和分布规律;考虑降雨前后权重的变化,能使评判结果更趋合理。以实际工程为例,模糊综合评判结果显示：降雨前边坡处于基本稳定状态,降雨后处于欠稳定状态,与经典极限平衡法计算结果一致。     

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     

边坡稳定性预测的粗糙集-距离判别模型及其应用

为克服马氏距离判别模型无法考虑指标权重的不足,引入粗糙集理论,通过分析评判方法对评价对象的支持度和重要性计算得到权重系数。将权重系数嵌入距离判别模型,构建了边坡稳定性预测的加权距离判别模型。根据边坡失稳破坏特点,选取合理的判别因子,以大量工程实例样本作为原始数据和训练样本,建立了边坡稳定性评价预测的粗糙集-距离判别模型。将边坡稳定性评价预测的粗糙集-距离判别模型评价预测结果与马氏距离判别法、支持向量机理论、Bayes判别分析等方法得到的预测结果进行了对比分析,验证了粗糙集-距离判别模型的有效性。将建立的粗糙集-距离判别模型应用于黄河中游地区某大型水利枢纽库区边坡工程,预测结果与实际情况吻合。研究结果表明,粗糙集-距离判别模型具有权重分析合理、预测准确性高等优点,是进行边坡稳定性分析预测的一种新的有效途径。     

基于云模型的岩质边坡稳定性评估研究

针对边坡系统中的不确定性,基于云模型理论,建立了岩质边坡稳定性的云模型评估方法。选取影响边坡稳定性的11项指标,计算各指标隶属于不同岩质边坡稳定性等级的云模型数字特征,结合正向正态云模型和指标权重,计算待评估边坡的综合确定度,最终确定岩质边坡稳定性等级。将方法应用于桂柳高速公路边坡的稳定性评估,结果与可拓方法、模糊数学方法、基于Hoek-Brown准则方法以及基于RMR岩体质量评价方法等的评估结果一致,符合边坡野外实际勘察情况,具有一定的可行性和有效性。     

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。     

双评价理论探索与福建实践

双评价作为国土空间规划的基础性工作,倍受关注。基于国土空间规划视角,探索双评价的理论与方法,诠释资源、环境、承载力、双评价、三生空间和三类空间等关键性名词的概念。在福建省双评价实践中,采用简单模型法与NPP法相结合,开展生态保护重要性评价,识别生态保护空间;根据木桶原理,采用加权求和法和限制因子法,开展农业生产和城镇建设不同功能指向的国土空间开发适宜性评价,识别农业生产和城镇建设空间的数量和质量;为优化福建省生态安全格局、农业发展格局和城镇建设格局,以及全省的"三区三线"划定工作提供数据支撑。     

基于足球联赛竞争算法-投影寻踪-云模型的水资源短缺风险评价

为客观衡量水资源短缺风险评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水资源短缺风险评价,建立足球联赛竞争算法-投影寻踪-正态云评价模型,以云南省各州市水资源短缺风险评价为例进行实例研究。从水资源等系统遴选20个指标构建水资源短缺风险评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水资源短缺风险分级评价指标的隶属度;在分级标准阈值间随机内插样本构造投影寻踪优化目标函数,利用足球联赛竞争算法、粒子群算法、布谷鸟搜索算法和差分进化算法优化投影寻踪目标函数并进行比较,并通过足球联赛竞争算法-投影寻踪法给出各指标权重;根据隶属度矩阵和权重矩阵计算水资源短缺风险评价的分级确定度并进行评价,评价结果与投影寻踪法、模糊综合评价法比较。结果表明:足球联赛竞争算法寻优精度高于粒子群算法等3种算法。昆明市、怒江州和迪庆州水资源风险评价为低风险;玉溪市、保山市、文山州和德宏州评价为较低风险;曲靖市、昭通市、普洱市、临沧市和红河州评价为中等风险;其余州市评价为较高风险,评价结果与投影寻踪法、模糊评价法基本一致。足球联赛竞争算法-投影寻踪-正态云评价模型兼具模糊性和随机性,既能反映水资源短缺风险评价分级的定性概念,又可反映隶属程度的不确定性,具有较好的应用价值。     

地质调查支撑服务福建生态文明试验区理论与方法探索

为探索地质调查支援服务生态文明建设的理论与方法,为新时代地质工作转型升级提供经验,中国地质调查局组织实施了“福建生态文明试验区综合地质调查工程”。通过省、市、县、流域等不同层级综合地质调查及专题评价试点,取得了一些理论方法及技术应用成果：①揭示了我国典型红壤区地质要素对水土流失的控制作用,总结了不同岩性控制区水土流失地质成因规律。②针对不同类型的海岸带侵蚀与淤积成因要素,提出海陆统筹生态健康评价方法。③以森林生态系统、湿地生态系统、农田生态系统为单元,分析小流域山水林田湖水土流失风险要素,提出水土流失重点区流域生态风险评价方法。④从地球系统出发,突出岩石与土壤圈资源环境特征,提出地质调查支撑国土空间适宜性评价的方法与途径。⑤从“地表基质调查既是自然资源的基础物质调查,又是为自然资源质量、生态评价提供参数的调查”观点出发,形成了地表基质综合分类和调查技术方法体系。以上认识可为生态保护与系统修复、国土空间规划和用途管制、自然资源管理提供科技支撑。     

基于熵权-正态云模型的泥石流灾害易发性评价

近年来,由于极端天气事件频发和工程建设活动加剧,泥石流灾害对人类的威胁愈加严峻。因此,在综合分析泥石流灾害发育特征及形成机理的基础上,进行泥石流灾害易发性评价对防灾减灾工程活动具有指导意义。选取沟谷岸坡坡度、沟床纵坡比降、植被覆盖率、单位面积固体物源储量、汇水面积、雨季降雨量建立评价指标体系,采用熵权法确定评价指标权重,将泥石流灾害易发性分为高易发、中易发、低易发和不易发四级,建立基于正态云模型的泥石流灾害易发性评价方法,并以西秦岭地区5条泥石流沟为例验证了该评价模型的合理性。进一步将该模型用于陕西吴堡井沟泥石流灾害易发性评价,结果表明井沟泥石流具有中易发性,评价结果与实际相符。     

泥石流防治工程设计的若干问题初探

本文以南靖县帮科泥石流防治工程设计工作为例,选取了影响该泥石流形成的10项因子,利用模糊数学综合评判法对该泥石流危险程度进行了评价,为福建省泥石流预测预报及防治提供了定量的数学分析方法,有利于福建省科学防灾工作的进一步开展。此外,本文还对帮科泥石流防治工程中拦挡坝的设计方法进行了初步探讨,明确提出设计中坝体的稳定性演算可以简化为抗滑稳定演算等三个注意事项,并针对福建省的气候、土壤条件,提供了泥石流生物治理措施中的几种优势树种及其基本种植方案。相信本文对福建省其他泥石流防治工程设计具有借鉴意义。