談邊坡工程風險評價及其指標體系

賀 華 剛

(重慶工商職業(yè)學院，重慶 401520)

談邊坡工程風險評價及其指標體系

賀 華 剛

(重慶工商職業(yè)學院，重慶 401520)

簡要介紹了邊坡風險指標體系的建立原則，通過對邊坡工程穩(wěn)定性影響因素的分析，建立了邊坡風險指標體系，并闡述了模糊層次綜合法對邊坡工程風險等級評價的原理和步驟，為今后對邊坡工程進行風險評價提供了參考。

邊坡工程，風險評價，指標體系，模糊層次綜合法

1 概述

我國山區(qū)眾多,西南地區(qū)尤為明顯，山區(qū)大多數(shù)自然災害與邊坡都密切相關,比如滑坡、崩塌、墜石、山崩和泥石流等,這些災害都嚴重危害人民生命財產(chǎn)安全。在進行滑坡災害防治時，不但要考慮防治措施的技術(shù)可行性，還要兼顧工程防治的安全性和經(jīng)濟性，所以我們有必要對邊坡工程進行風險評價。

2 建立風險指標體系

風險指標體系的建立是風險評價的前提，在進行邊坡工程的風險評價之前，必須要建立合適的評價指標體系。

2.1 風險指標體系的建立原則

邊坡變形破壞的形成和發(fā)展是非常復雜的，影響邊坡穩(wěn)定的因素也是錯綜紛雜，建立邊坡工程風險指標體系，首先要對影響邊坡的風險因素進行識別，然后對這些因素進行收集、整理、歸納和分析，把這些復雜因素進行分解，使其簡單化、單元化、層次化，并且明確各個影響因子與邊坡穩(wěn)定之間的關系，最后根據(jù)邊坡的具體實際情況建立一套科學的、系統(tǒng)的指標體系。具體要求有以下幾點：

1)指標必須全面，指標體系應覆蓋對邊坡變形破壞有實質(zhì)影響的所有因素，不得遺漏；

2)指標必須具有較好的代表性，能夠?qū)吰碌姆€(wěn)定狀況作出準確的反映；

3)指標必須具有可操作性，指標體系量值的獲取與評價要相對容易和方便；

4)指標必須具有比較清楚的邏輯關系，指標體系當中各指標之間要有明確的層次關系。

2.2 邊坡工程風險評價指標體系

影響邊坡工程的穩(wěn)定性的因素很多，主要可分為內(nèi)在因素和外在因素兩大類。內(nèi)在因素往往會對邊坡穩(wěn)定造成長期而緩慢的影響，邊坡變形破壞的形式及規(guī)模主要取決于內(nèi)在因素，所以內(nèi)在因素對邊坡的穩(wěn)定性起著決定性和控制性的作用。外在因素對邊坡的變形和破壞作用是短暫但是十分明顯的，只能間接促進邊坡變形和破壞的發(fā)生和發(fā)展。

不同的邊坡，其破壞形式、穩(wěn)定影響因素也是不同的，所以邊坡失穩(wěn)的影響因素我們也不能一概而論，必須做到具體問題具體分析。但是對于某些類型或者某些地區(qū)的邊坡來說，我們可以認為影響其穩(wěn)定的因素是類似的。本文參考相關文獻，并結(jié)合對現(xiàn)場實際情況的調(diào)查，將最大地震烈度、邊坡坡度、切割深度、內(nèi)摩擦角、粘聚力、巖性、日最大降雨量、地表水影響8個評價指標作為邊坡穩(wěn)定性影響因素，將模糊層次綜合評價模型應用于邊坡工程評價，各指標確定如表1所示。

表1 評價指標體系

3 邊坡工程風險等級評價

常用的風險評估方法有很多，如事故樹分析法、LEC分析法、AHP層次分析法、模糊綜合評價法等等，這些方法都存在各自的優(yōu)點和缺點，在風險評價中都有著各自的局限性。事故樹法雖然形象、直觀，但是在復雜系統(tǒng)中容易遺漏；LEC分析法簡單易行，但不具普遍性；層次分析法計算簡單，但定量數(shù)據(jù)不足。所以風險評價不能單純地使用某一種方法，否則會對評價結(jié)果造成很大的影響。

模糊層次綜合法以模糊數(shù)學為基礎，能將一些邊界不清楚，不容易定量的因素定量化，并綜合層次分析法，對多因素、多層次的復雜問題評價效果較好。

具體評價步驟如下。

3.1 建立評價因素集

影響評價對象的n個因素組成的集合，稱因素集:

U={uqu2…uj…un}。

3.2 建立決策集

由m個評語結(jié)果組成的評價集，亦稱決策集:

V={V1V2…Vi…Vm}。

3.3 建立隸屬函數(shù)確定單因素評價矩陣R

隸屬度指的是評價因素集中每一個指標隸屬于評語集中不同評語分級的程度，隸屬函數(shù)表示因素集U中的某一指標隸屬于模糊集合的程度，其取值在[0，1]區(qū)間，并以γji表示。此值即為μj的隸屬度，單因素評價矩陣即為評價因素集U中全部指標隸屬度的合成。

3.4 用層次分析法建立權(quán)重集

1)構(gòu)造判斷矩陣。

根據(jù)建立的邊坡工程風險評價指標體系，通過1～9標度法對各層次指標進行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣：

2)計算重要性排序。

借助MATLAB軟件計算判斷矩陣A的最大特征值λmax及與之相對應特征向量W。

3)檢驗矩陣的一致性。

矩陣的隨機一致性檢驗，可以通過CR來評定，CR為一致性指標與隨機一致性的比值：

CR=CI/RI。

表2 隨機一致性指標

若CR<0.10，可以認為判斷矩陣的一致性是滿足要求的，排序的權(quán)重向量可以由λmax對應的特征向量來表示，否則就需要對判斷矩陣進行反復調(diào)整，直到滿足一致性指標。

4)模糊層次綜合評價。

根據(jù)模糊評判綜合原理可得：

B=W·R=(b1,b2,…,bn)。

對所得結(jié)果進行歸一化，并取b*=max{b1,b2,…,bn}，即得綜合評判結(jié)果V，根據(jù)評價結(jié)果可以確定邊坡的風險等級。

4 結(jié)語

本文介紹了邊坡工程風險指標體系的建立原則，通過對邊坡工程穩(wěn)定性的分析，建立了邊坡工程風險評價體系指標。模糊層次綜合法是風險評價中一種常用的綜合方法，本文介紹采用模糊層次綜合法對邊坡工程風險等級評價的原理和步驟，能夠?qū)吰鹿こ痰娘L險評價工作起到一定的參考作用。

[1] 杜 棟.現(xiàn)代綜合評價方法與案例精選[M].北京:清華大學出版社,2008.

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[3] 張 嵐，韓世棟，蔣裕豐.水利水電工程高邊坡的危險源辨識和風險評價[J].西北水利水電,2011(sup)：41.

Discussion on the slope engineering risk evaluation and its index system

HE Hua-gang

(ChongqingVocationalCollegeofIndustryandBusiness,Chongqing401520,China)

The thesis briefly introduces the establishing principles of slope risk index system. Through analyzing the factors influencing slope engineering stability, it establishes slope risk index system, and describes slope risk leveling evaluation principles and steps with the fuzzy-hierarchy synthesis method, which has provided some guidance for slope engineering risk evaluation.

slope engineering, risk evaluation, index system, fuzzy-hierarchy synthesis method

1009-6825(2014)11-0090-02

2014-01-26

賀華剛(1981- )，男，講師

TU413.62

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