基于模糊综合评判法的地质灾害危险性评估方法

摘 要：以贵州省铜仁市碧江新区五福大道工程深路堑边坡为例，介绍了一种边坡稳定性评价的半定量模糊综合评判法。首先，根据边坡所处地质环境对其稳定性趋势作出分析，确定该边坡的稳定性评估因子； 每个边坡危险性等级以隶属度来表达，即以单因子隶属度经过运用模糊数学方法进行评判，得出每一区段地质灾害危险性等级的隶属度，建立模糊关系矩阵，逐一对每一边坡的危险性进行隶属度计算，最后根据有关地质灾害危险性评估技术要求的规定，对边坡进行稳定性评价。

关键词：边坡稳定性；评估因子；隶属度；模糊关系矩阵

1 工程概况

铜仁市碧江新区道路工程（五福大道），本项目位于贵州省铜仁市新区，为城市主干路，设计时速60km/h，道路长度5.6km，道路红线宽度为50m。五福大道設计桥梁1座，全长165.04m。全线深路堑工点段落为K0+142～K1+575、K2+093～K2+487、K2+507～K2+973、K4+275～K4+500，最大中心挖方49m。线路经行走廊地形起伏较大，地面高程在477.51～612.52之间，高差135.01m。

2 评估因子的确定（主要考虑影响边坡稳定性因素）

影响边坡稳定性因素很多，一般来说，其稳定性（通常可用安全系数Fs表示）是一系列影响参数的函数，即：Fs=f（x1、x2、x3、x4、………）

Fs=f{节理裂隙发育程度、岩体结构类型、结构面产状与坡向关系、地形坡度、边坡高度……}。

导致边坡失稳地质灾害形成的因素较多，各因素所起的作用各不相同，在选择评估因子时，既不可能将所有因素都予以考虑，又必须结合本工程特征及线路用地范围内的地质条件，选取导致边坡失稳起主要作用的因素作为评价因子。根据评估区工程地质条件及实地调查已发生地质灾害的条件，本次评估选择以下要素作为边坡失稳地质灾害的评估因子：

①节理裂隙发育程度；②岩体结构类型；③结构面产状与坡向关系；④地形坡度；⑤覆盖（堆积）层厚度；⑥边坡高度。

由于在评估区范围内在地震动峰值加速度方面相差不大，路堑切坡地段地下水基本靠大气降水补给，因此，本次评估未将上述二种因素列为评价因子。

3 评价因子对边坡稳定性的权重分析

评价因子对边坡稳定性的权重是指各因子对边坡稳定性的重要程度，由于影响因素关系复杂，难以直接地确定并量化，因此，本文采用两因子之间的相对重要性来确定，即对二个因子相比较，取相对重要因子为1，次要因子的权重为0，当二个因子同等重要时，各取0.5。

4 边坡稳定性评估方法与标准

由于上述边坡稳定性评估因素之间关系复杂，评价因素指标之间也有很多的不确定性，因此用模糊数学综合评判的方法来评价边坡稳定性等级是行之有效的方法之一，其基本模型是：

B=W·R ；

式中 B—隶属度向量；

W—模糊权矩阵，按照层次分析得到；

R—模糊关系矩阵。

考虑到资料精度和综合评价的实际价值，依据有关地质灾害危险性评估细则的规定，将评估结果分为三个等级，即：①地质灾害危险性大；②地质灾害危险性中等；③地质灾害危险性小。

5 路堑边坡危险性评估

本文以铜仁市碧江新区道路工程（五福大道）沿线四个深路堑边坡为例，采用半定量模糊综合评判法进行危险性评估。每个区段危险性等级以隶属度来表达，即以单因子隶属度经过运用模糊数学方法进行评判，得出每一边坡稳定性等级的隶属度，然后根据隶属度的大小，按以下原则进行判定，即：当危险性小等级隶属度>0.5时，判定为边坡稳定性危险性小；当危险性小等级隶属度≤0.5时，按“危险性小等级隶属度+危险性中等级隶属度”大小来判定，若隶属度>0.5判定为危险性中等；若隶属度≤0.5则判定为危险性大。

在计算单因子隶属度时，主要依据场地地质条件复杂程度，即评价因子的特征与单因子评判标准进行比较，当满足某一等级时，则该等级隶属度取1，而其它等级取0。

6 结语

边坡稳定性的评价方法大致可以分为两大类， 即定性分析法和定量分析法。定性分析法虽然能够快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势做出评价， 但其得出的结果往往与实际情况仍有一定差距。同时， 由于边坡稳定性的影响因素众多， 各因素又具有不确定性（模糊性、随机性、信息不完全性和未确定性） 和复杂性， 由于地质灾害危险性评估工作程度，达到定量评价边坡，特别是工程开挖形成的路堑边坡有一定的难度。本文介绍的地质灾害危险性评估中边坡稳定性的评价方法， 是建立在对边坡所处地质环境分析基础上的一种半定量评价方法， 它可以得出不同条件下的边坡的稳定性。根据地质灾害危险性评估工作程度，采用半定量模糊综合评判法在地质灾害评估中对边坡稳定性进行分析评价是一种较为适宜的方法。

参考文献：

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