淺議膨脹土脹縮性的可變模糊集對分析評價模型

葉揚 陸雯

（江蘇省徐州市銅山區城區水利工程管理所 徐州 221116 江蘇省水利勘測設計研究院有限公司 揚州 225127）

1 引言

在我國的廣西、云南、河南、湖北、四川、陜西、河北、安徽、江蘇等地廣泛分布著膨脹土，這些膨脹土一般均具有顯著的脹縮性，常常給工程建設帶來意想不到的困難和災害。所以對膨脹土的判別與分類一直是工程界亟待解決的問題。根據文獻資料，對膨脹土的脹縮性分類有著眾多方法，如：風干含水率分類法、遺傳支持向量機方法、塑性圖分類法、神經網絡評判法、模糊評判法、可拓法等。

本文在構建膨脹土評價指標體系的基礎上，提出膨脹土脹縮性評價的可變模糊集對分析評價模型，并以實例加以驗證，所得評價結果更符合實際情況。能對同一風險等級的樣本的轉化趨勢進行細致分析，能夠定量的實現對膨脹土膨脹性的綜合分析評價。

2 集對分析—可變模糊改進方法

為了對膨脹土的脹縮性等級進行客觀的評價，根據集對分析理論，可將集合A和B構成的集對集對記為H（A，B），于是膨脹土的脹縮性評價問題的集對H（A，B）中集合A由待評價樣本的評價指標（液限、脹縮總率、塑性指標、天然含水率、自由膨脹率）實測值構成，集合B由膨脹土脹縮性評價對應的評價指標標準值構成。

膨脹土脹縮性的同異反評判標準定義為：當樣本評價指標處于所討論等級標準內為同一；處于相鄰標準集中則為差異；處于相隔級別則為對立。

膨脹土脹縮性評價的步驟為：

表1 膨脹土脹縮性等級評價標準區間表

表2 15個樣本指標特征值表

表3 評價結果表

（1）確定膨脹土脹縮性評價的指標體系以及指標等級標準集合。

（2）計算第p（p=1，2，…，n）個樣本的第l（l=1，2，…，m）個指標的第h（h=1，2，…，C）等級的集對模糊聯系度：

式中：xpl為第 p 個樣本的第 l個指標數值；Ml，h為第 l個評價指標的第h等級的界限值。

根據評價指標的權重W=（wl），計算第p個樣本的第h等級的相對差異度：

（3）依據相對差異度μph，計算第p個樣本的第h等級的相對隸屬度：

（4）計算樣本的風險評價等級特征值：

（5）依據 h'，對任意 h'，與其最靠近的整數值就為其等級，h'與其最靠近整數的差值就為偏差值，其絕對值越小越接近該等級。

3 實例分析

本文采用文獻研究的實例，對膨脹土類別評判過程中選用了易于測定的液限WL（C1）、脹縮總率epa（C2）、塑性指數Ip（C3）、天然含水率ω（C4）、自由膨脹率FS（C5）作為評價指標，將膨脹土脹縮等級分為四級，即極高I、高Ⅱ、中Ⅲ、低Ⅳ。膨脹土脹縮性等級評價標準區間見表1。

本文先通過集對分析—可變模糊模型對文獻提供數據在權重W=（0.23，0.22，0.20，0.19，0.16） 的情況下按照步驟，根據公式（1）～（3），得到各樣本對各風險等級的相對隸屬度（表3）。

可見本文方法與文獻[2]評價結果是基本吻合的。

4 結論

由表3可知，此方法所得結果與文獻[2]結果一致，且此方法不僅可以比現有評價方法只給出一個確定的實數值評價結果提供了評價結果可靠性方面的更多信息，而且給出了評價結果與實際等級的偏差大小，可以判斷歸屬于同一等級的膨脹土的脹縮性相對排序。評價結果更符合實際情況，能反映受多種不確定性因素綜合影響的膨脹土脹縮性等級評價分析的客觀實際情況■