基于模糊綜合評判法的地質災害危險性評估方法

楊朝勇

摘 要：以貴州省銅仁市碧江新區五福大道工程深路塹邊坡為例，介紹了一種邊坡穩定性評價的半定量模糊綜合評判法。首先，根據邊坡所處地質環境對其穩定性趨勢作出分析，確定該邊坡的穩定性評估因子； 每個邊坡危險性等級以隸屬度來表達，即以單因子隸屬度經過運用模糊數學方法進行評判，得出每一區段地質災害危險性等級的隸屬度，建立模糊關系矩陣，逐一對每一邊坡的危險性進行隸屬度計算，最后根據有關地質災害危險性評估技術要求的規定，對邊坡進行穩定性評價。

關鍵詞：邊坡穩定性；評估因子；隸屬度；模糊關系矩陣

1 工程概況

銅仁市碧江新區道路工程（五福大道），本項目位于貴州省銅仁市新區，為城市主干路，設計時速60km/h，道路長度5.6km，道路紅線寬度為50m。五福大道設計橋梁1座，全長165.04m。全線深路塹工點段落為K0+142～K1+575、K2+093～K2+487、K2+507～K2+973、K4+275～K4+500，最大中心挖方49m。線路經行走廊地形起伏較大，地面高程在477.51～612.52之間，高差135.01m。

2 評估因子的確定（主要考慮影響邊坡穩定性因素）

影響邊坡穩定性因素很多，一般來說，其穩定性（通常可用安全系數Fs表示）是一系列影響參數的函數，即：Fs=f（x1、x2、x3、x4、………）

Fs=f{節理裂隙發育程度、巖體結構類型、結構面產狀與坡向關系、地形坡度、邊坡高度……}。

導致邊坡失穩地質災害形成的因素較多，各因素所起的作用各不相同，在選擇評估因子時，既不可能將所有因素都予以考慮，又必須結合本工程特征及線路用地范圍內的地質條件，選取導致邊坡失穩起主要作用的因素作為評價因子。根據評估區工程地質條件及實地調查已發生地質災害的條件，本次評估選擇以下要素作為邊坡失穩地質災害的評估因子：

①節理裂隙發育程度；②巖體結構類型；③結構面產狀與坡向關系；④地形坡度；⑤覆蓋（堆積）層厚度；⑥邊坡高度。

由于在評估區范圍內在地震動峰值加速度方面相差不大，路塹切坡地段地下水基本靠大氣降水補給，因此，本次評估未將上述二種因素列為評價因子。

3 評價因子對邊坡穩定性的權重分析

評價因子對邊坡穩定性的權重是指各因子對邊坡穩定性的重要程度，由于影響因素關系復雜，難以直接地確定并量化，因此，本文采用兩因子之間的相對重要性來確定，即對二個因子相比較，取相對重要因子為1，次要因子的權重為0，當二個因子同等重要時，各取0.5。

4 邊坡穩定性評估方法與標準

由于上述邊坡穩定性評估因素之間關系復雜，評價因素指標之間也有很多的不確定性，因此用模糊數學綜合評判的方法來評價邊坡穩定性等級是行之有效的方法之一，其基本模型是：

B=W·R ；

式中 B—隸屬度向量；

W—模糊權矩陣，按照層次分析得到；

R—模糊關系矩陣。

考慮到資料精度和綜合評價的實際價值，依據有關地質災害危險性評估細則的規定，將評估結果分為三個等級，即：①地質災害危險性大；②地質災害危險性中等；③地質災害危險性小。

5 路塹邊坡危險性評估

本文以銅仁市碧江新區道路工程（五福大道）沿線四個深路塹邊坡為例，采用半定量模糊綜合評判法進行危險性評估。每個區段危險性等級以隸屬度來表達，即以單因子隸屬度經過運用模糊數學方法進行評判，得出每一邊坡穩定性等級的隸屬度，然后根據隸屬度的大小，按以下原則進行判定，即：當危險性小等級隸屬度>0.5時，判定為邊坡穩定性危險性小；當危險性小等級隸屬度≤0.5時，按“危險性小等級隸屬度+危險性中等級隸屬度”大小來判定，若隸屬度>0.5判定為危險性中等；若隸屬度≤0.5則判定為危險性大。

在計算單因子隸屬度時，主要依據場地地質條件復雜程度，即評價因子的特征與單因子評判標準進行比較，當滿足某一等級時，則該等級隸屬度取1，而其它等級取0。

6 結語

邊坡穩定性的評價方法大致可以分為兩大類， 即定性分析法和定量分析法。定性分析法雖然能夠快速地對邊坡的穩定狀況及其發展趨勢做出評價， 但其得出的結果往往與實際情況仍有一定差距。同時， 由于邊坡穩定性的影響因素眾多， 各因素又具有不確定性（模糊性、隨機性、信息不完全性和未確定性） 和復雜性， 由于地質災害危險性評估工作程度，達到定量評價邊坡，特別是工程開挖形成的路塹邊坡有一定的難度。本文介紹的地質災害危險性評估中邊坡穩定性的評價方法， 是建立在對邊坡所處地質環境分析基礎上的一種半定量評價方法， 它可以得出不同條件下的邊坡的穩定性。根據地質災害危險性評估工作程度，采用半定量模糊綜合評判法在地質災害評估中對邊坡穩定性進行分析評價是一種較為適宜的方法。

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