基于多級(jí)模糊綜合評(píng)判法高速公路邊坡穩(wěn)定性分析

隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入和國(guó)家公路建設(shè)開(kāi)發(fā)步伐的日趨加快，為了改善交通條件，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)近幾年修筑了大量的高速公路。由于工程需要，高速公路修筑時(shí)往往會(huì)在一定程度上破壞或擾動(dòng)原來(lái)較為穩(wěn)定的巖石或土體結(jié)構(gòu)而形成新的人工邊坡。高速公路路基邊坡穩(wěn)定與否，直接影響公路能否正常使用。

高速公路的路基穩(wěn)定是車(chē)輛出行和正常行駛的必要條件,然而,在路基開(kāi)挖的過(guò)程中,很容易出現(xiàn)滑塌等問(wèn)題。因此,對(duì)高速公路邊坡的穩(wěn)定性要進(jìn)行嚴(yán)格分析,對(duì)非滑塌區(qū)部位也要進(jìn)行嚴(yán)格審查,保證邊坡的穩(wěn)定性。文章對(duì)高速公路的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了具體分析,并探討了其治理的方法和措施。

考慮極限平衡法等傳統(tǒng)邊坡穩(wěn)定性分析方法不能完全準(zhǔn)確描述邊坡實(shí)際穩(wěn)定狀態(tài),以及邊坡穩(wěn)定性評(píng)判在多因素影響下的層次性、模糊性、不確定性,基于模糊綜合評(píng)判數(shù)學(xué)模型,對(duì)公路邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)判。同時(shí),針對(duì)邊坡系統(tǒng)內(nèi)外部因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的非線性變化特征,引入非線性模糊算子,建立基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的邊坡穩(wěn)定非線性評(píng)價(jià)模型。各指標(biāo)權(quán)重的確定采用綜合權(quán)重取值,提高了評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。最終將該方法應(yīng)用于河百高速公路沿線邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià),結(jié)果表明該方法評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符,對(duì)同類工程建設(shè)具有指導(dǎo)借鑒意義。

引用模糊數(shù)學(xué)的理論與方法,建立了二級(jí)模糊評(píng)判模型。結(jié)合湖南某高速公路k120+450~k120+900段邊坡實(shí)例,通過(guò)地質(zhì)調(diào)查,總結(jié)了4類20項(xiàng)主要影響該邊坡穩(wěn)定性的因素,作為進(jìn)行模糊綜合評(píng)判的評(píng)價(jià)因子,并分為2個(gè)層次。利用降半梯形隸屬函數(shù)法和專家評(píng)定法分別確定連續(xù)型變量、離散型變量的隸屬度,通過(guò)模糊評(píng)判模型計(jì)算得到了公路邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表明該評(píng)價(jià)方法能更全而地考慮實(shí)際邊坡問(wèn)題的非確定性屬性,評(píng)價(jià)分析結(jié)果與實(shí)際相吻合。

將破壞概率理論應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性分析中,借助geo-slope程序,采用蒙特卡洛法(montecarlomethod),以janbu法為功能函數(shù)對(duì)黃延高速公路界子河邊坡在自然狀態(tài)和飽水狀態(tài)下進(jìn)行可靠性分析。計(jì)算結(jié)果表明,在自然狀態(tài)條件下,該邊坡的破壞概率為30.97%,在飽水狀態(tài)條件下為100%。水是影響本邊坡穩(wěn)定性最不利的因素之一,應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)該邊坡的防水措施。

將強(qiáng)度折減理論應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性分析中,借助flac/slope有限差分分析程序,選擇彈塑性mohr-coulomb模型及其破壞準(zhǔn)則,以黃延高速公路界子河邊坡作為工程實(shí)例,分析了該邊坡在自然狀態(tài)條件和飽水狀態(tài)條件下的穩(wěn)定性,并與傳統(tǒng)的janbu法、morgenstern-price法、spencer等方法計(jì)算得到的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,有限差分強(qiáng)度折減法能夠真實(shí)地反映邊坡的實(shí)際情況,方便合理,求得的邊坡安全系數(shù)更接近實(shí)際,顯示出其在邊坡穩(wěn)定性分析中的一定優(yōu)勢(shì).

公路巖質(zhì)邊坡具有點(diǎn)多線長(zhǎng)、規(guī)模小的特點(diǎn),缺乏詳細(xì)的巖體力學(xué)參數(shù),現(xiàn)有巖體分級(jí)系統(tǒng)難以應(yīng)用。根據(jù)公路巖質(zhì)邊坡的特點(diǎn),考慮建模過(guò)程的系統(tǒng)全面性、簡(jiǎn)明科學(xué)性、相對(duì)獨(dú)立性及靈活可操作性,選取合理的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo),建立了邊坡穩(wěn)定性的兩層綜合評(píng)價(jià)體系,運(yùn)用層次分析法確定了評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重矩陣,采用模糊綜合評(píng)判方法建立了公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分級(jí)模型。運(yùn)用該模型對(duì)湖南省常德-吉首高速公路路段內(nèi)142個(gè)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了模糊綜合評(píng)判分級(jí),結(jié)果表明,該方法是合理實(shí)用的,可供同類工程借鑒。

強(qiáng)度折減法是邊坡穩(wěn)定性分析中重要的方法之一,在巖土工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛.為分析邊坡土層性質(zhì)對(duì)其穩(wěn)定性影響,基于強(qiáng)度折減法采用有限元軟件對(duì)不同土層條件下公路邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究.結(jié)果表明,隨強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角和黏聚力降低,邊坡穩(wěn)定性逐漸降低,且邊坡穩(wěn)定性對(duì)內(nèi)摩擦角變化更為敏感.

常吉高速公路k169+200~k169+900路段地質(zhì)條件復(fù)雜,準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)這一路段多處路塹、路堤邊坡的穩(wěn)定性是常吉高速公路建設(shè)乃至以后的通車(chē)運(yùn)營(yíng)都是一大難題。本文以常吉高速公路工程邊(滑)坡的工程地質(zhì)勘察成果為基礎(chǔ),分段分析了路線坡體的工程地質(zhì)條件,提出了影響坡體滑動(dòng)的各種可能因素;采用地表位移監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)等多方面的變形監(jiān)測(cè)方法對(duì)坡體的變形進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)結(jié)合這一路段多處邊(滑)坡的穩(wěn)定性分析計(jì)算,對(duì)這些坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

對(duì)高速公路邊坡的調(diào)查結(jié)果表明,高速公路邊坡的穩(wěn)定性隨坡度、坡長(zhǎng)的增大而減小,隨植物覆蓋度的增大而加強(qiáng),有護(hù)坡工程的邊坡穩(wěn)定性大于沒(méi)有護(hù)坡工程的邊坡;邊坡的穩(wěn)定性并隨土壤硬度的變化而變化。在調(diào)查的基礎(chǔ)上提出了增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性的措施

黃土地區(qū)高速公路邊坡穩(wěn)定性的研究

針對(duì)某高速公路邊坡的穩(wěn)定性及支護(hù)評(píng)價(jià)的問(wèn)題,本文采用midas/nx有限元軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明:在天然狀態(tài)下,邊坡的穩(wěn)定系數(shù)為0.97,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。通過(guò)采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支護(hù)加固方案后,邊坡的穩(wěn)定系數(shù)是1.37,位移由支護(hù)之前的58.53mm減小到支護(hù)后的17.29mm,滿足了邊坡穩(wěn)定性的要求,加固效果顯著。

通過(guò)引入動(dòng)量項(xiàng)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)率對(duì)傳統(tǒng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行改進(jìn),建立改進(jìn)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)公式,并將其應(yīng)用于湖南安化某高速公路邊坡工程,將其預(yù)測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際安全系數(shù)進(jìn)行比較,分析邊坡的穩(wěn)定性并提出針對(duì)性的建議。

通過(guò)引入動(dòng)量項(xiàng)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)率對(duì)傳統(tǒng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行改進(jìn),建立改進(jìn)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)公式,并將其應(yīng)用于湖南安化某高速公路邊坡工程,將其預(yù)測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際安全系數(shù)進(jìn)行比較,分析邊坡的穩(wěn)定性并提出針對(duì)性的建議.

近年來(lái)三維數(shù)值模擬在邊坡穩(wěn)定性分析中被廣泛應(yīng)用,文中以某滑坡為工程背景,運(yùn)用flac3d軟件分析滑坡的穩(wěn)定狀態(tài),對(duì)滑坡體的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、最大不平衡力和特定記錄點(diǎn)的位移與時(shí)步關(guān)系進(jìn)行分析,模擬出滑動(dòng)面的位置,綜合評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定狀態(tài),從而為其它同類工程提供有意義的經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)桂柳高速公路大量的實(shí)際數(shù)據(jù)分析,論證控制邊坡變形破壞的主要影響因素及影響程度,其中地形地貌、地質(zhì)環(huán)境、氣候條件是基本因素,而人類活動(dòng)對(duì)邊坡變形破壞形成起加速和誘發(fā)作用,同時(shí)針對(duì)目前邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)中指標(biāo)選擇及評(píng)價(jià)方法的不足,指出邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)具有分級(jí)的特點(diǎn),并應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)知識(shí),建立了邊坡穩(wěn)定性二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型,該模型包括了3個(gè)層次(目標(biāo)層、因素層、因子層)、4個(gè)因素(地貌、地質(zhì)、氣候、人為作用)、14項(xiàng)因子,然后通過(guò)實(shí)例檢驗(yàn),證實(shí)該模型的實(shí)用性和有效性,最后用模型對(duì)桂柳高速公路路段內(nèi)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了模糊綜合分區(qū)。

在公路和鐵路工程的初期勘察階段,沿線工程場(chǎng)地的穩(wěn)定性直接影響著路線的確定和選擇。對(duì)于可能發(fā)生滑坡災(zāi)害地段的誤判漏判不僅會(huì)影響工程進(jìn)度,還會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文通過(guò)對(duì)斜坡地貌、構(gòu)造、地層等指標(biāo)因素的采集,運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)基本運(yùn)算法則對(duì)巫奉高速公路沿線的斜坡進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),結(jié)果顯示該方法不僅能降低勘察成本,更能夠準(zhǔn)確的判斷斜坡穩(wěn)定性,為交通工程線路的選擇提供可靠的依據(jù)。

本文主要通過(guò)geostudio軟件分析a排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性,為該排土場(chǎng)在生產(chǎn)上提供理論上的技術(shù)基礎(chǔ),通過(guò)技術(shù)分析研究了該排土場(chǎng)的安全性,降低了安全事故發(fā)生的概率。

以河南省修武縣某山區(qū)丘陵公路邊坡為研究對(duì)象,對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行考察、總結(jié)與分析,選取影響邊坡穩(wěn)定性的坡度、坡高、坡向、植被覆蓋率、降雨量、地質(zhì)條件、地下水含量及坡體災(zāi)害史8項(xiàng)因子綜合進(jìn)行研究分析。采用移動(dòng)lidar技術(shù)快速準(zhǔn)確地獲取邊坡點(diǎn)云數(shù)據(jù),在arcgis技術(shù)支持下對(duì)各個(gè)影響因子進(jìn)行加權(quán)分析,確定邊坡各個(gè)區(qū)域穩(wěn)定性等級(jí),為復(fù)雜地形邊坡防災(zāi)減災(zāi)工作提供可靠的決策依據(jù)。

山區(qū)某高等級(jí)公路沿線存在大量挖方路塹高邊坡,邊些邊坡的失穩(wěn)問(wèn)題已嚴(yán)重影響公路施工和后期的運(yùn)營(yíng)。運(yùn)用模糊(fuzzy)分析理論對(duì)典型挖方邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,得出的結(jié)論與現(xiàn)場(chǎng)觀察的邊坡變形破壞跡象相吻合。

安全是礦山開(kāi)采的最重要指標(biāo),對(duì)于露天礦山的開(kāi)采工作而言,在開(kāi)采過(guò)程中就其邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,可提升礦山開(kāi)采的穩(wěn)定性。本文通過(guò)實(shí)例分析的方式,就模糊綜合評(píng)價(jià)法在露天礦邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

露天礦山邊坡穩(wěn)定性分析過(guò)程中常常具有不確定性,本文以模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ),建立了露天礦山邊坡穩(wěn)定性分析的模糊綜合評(píng)價(jià)體系,利用某露天煤礦為實(shí)際案例,將建立的體系應(yīng)用其中,對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行具體分析。研究結(jié)果顯示,使用模糊綜合評(píng)價(jià)露天礦山邊坡穩(wěn)定性,評(píng)價(jià)效果良好,并且能夠?qū)⑦吰滤帉?shí)際狀態(tài)準(zhǔn)確反映,具有較高的實(shí)用性。