模糊數(shù)學(xué)在滑坡治理工程后評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

邱慧玲，龍文華，卿展暉

（廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，廣州 510510）

0 引言

項(xiàng)目后評(píng)價(jià)是指對(duì)已經(jīng)完成的項(xiàng)目或規(guī)劃的目的、執(zhí)行過程、效益、作用和影響所進(jìn)行的系統(tǒng)的客觀分析和總結(jié)的一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。它能夠重新審視和評(píng)價(jià)項(xiàng)目前評(píng)估和項(xiàng)目決策的實(shí)際結(jié)果，并且為修訂未來的項(xiàng)目前評(píng)估和項(xiàng)目決策提供參考和支持。也是項(xiàng)目周期中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和投資管理的一種重要手段[1]。我國(guó)已在水利、交通、石油鉆探工程等領(lǐng)域中已經(jīng)開展了項(xiàng)目后評(píng)價(jià)制度，但地質(zhì)災(zāi)害治理工程后評(píng)價(jià)起步較遲緩，其評(píng)價(jià)理論和方法體系還處于探索階段[2]。由于影響滑坡治理工程效果的因素較多，又具有很強(qiáng)的模糊性，故采用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)滑坡治理工程效果進(jìn)行后評(píng)價(jià)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

1 模糊數(shù)學(xué)理論方法

1.1 數(shù)學(xué)公式

模糊近似推論是進(jìn)行大系統(tǒng)，不確定性系統(tǒng)和各種復(fù)雜系統(tǒng)模糊分析的主要環(huán)節(jié)[3]。其數(shù)學(xué)公式可表達(dá)為：

式（1）中：A為因素論域U。U={u1,u2,…,ui}的模糊子集，B為結(jié)論域V。V={v1,v2,…,vi}的模糊子集，R為模糊關(guān)系矩陣，它反映依據(jù)信息而獲得的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，符號(hào)“°”為運(yùn)算規(guī)則或合成方法。

1.2 評(píng)判方法

考慮影響滑坡治理工程效果的因素較多，為了提高其評(píng)價(jià)分析的準(zhǔn)確，采用綜合評(píng)判模型。

（1）假設(shè)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理后評(píng)價(jià)因子中可以用來量化的指標(biāo)因子有m個(gè)，將各個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后形成論域U上的模糊向量A={a1,a2,…,ai}。

（2）對(duì)某一具體滑坡治理工程，求出各影響因素對(duì)每一種評(píng)價(jià)結(jié)果的隸屬度，得出模糊矩陣R。

（3）根據(jù)B=A°R計(jì)算出某一滑坡后評(píng)價(jià)項(xiàng)目m個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的隸屬度集合（B={b1,b2,…,bm})。按最大隸屬度原則，便可判定該滑坡工點(diǎn)防治效果的優(yōu)劣程度。

2 滑坡治理工程評(píng)價(jià)等級(jí)與評(píng)價(jià)因子的選取

2.1 滑坡治理工程評(píng)價(jià)等級(jí)

本方結(jié)合滑坡治理后的穩(wěn)定性、各種位移是否在容許范圍、各抗滑結(jié)構(gòu)受力合理性、滑帶土強(qiáng)度提高程度及治理效益5 個(gè)方面，將滑坡治理工程評(píng)價(jià)等級(jí)分為4 級(jí)：很好、良好、一般、過于保守或失敗，分別用符號(hào)表示為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ。

2.2 評(píng)價(jià)因子

與地質(zhì)災(zāi)害治理工程有關(guān)的技術(shù)因素很多[4-6]，大體上可分為滑坡體的內(nèi)在因素和滑坡體治理工程外在因素兩大類11個(gè)因子。

內(nèi)在因素有滑坡復(fù)雜程度、滑坡規(guī)模、對(duì)滑坡認(rèn)識(shí)程度、c和?取值合理性；外在因素有工程規(guī)模、工期與難度、結(jié)構(gòu)受力合理性、抗滑結(jié)構(gòu)位置選擇的合理性、排水效果、結(jié)構(gòu)受力與設(shè)計(jì)值之比、滑坡及抗滑結(jié)構(gòu)位移狀況[7-10]。

3 權(quán)重A的確定

本文中模糊向量A即各評(píng)價(jià)因子權(quán)重的向量集，采用改進(jìn)后的“功能重要度系數(shù)”確定。將重要度系數(shù)改進(jìn)為“0-0.5-1”評(píng)分法來計(jì)算，避免人為夸大因子權(quán)重而造成評(píng)價(jià)失誤。

（1）即在評(píng)分時(shí)，用功能與其他各功能依次比較，若相對(duì)某功能明顯重要便得1分；

（2）相對(duì)某功能重要性不明顯則得0.5分（模糊性）；

（3）相對(duì)某功能不重要便得0分；

（4）相同因子之間不比較，以“空白”劃去。累計(jì)各評(píng)價(jià)因子功能得分并歸一化處理后得到各個(gè)因子權(quán)重A（表1）。

表1 專家“0-0.5-1”評(píng)分及各因子權(quán)重系數(shù)一覽表Table 1 List of expert“0-0.5-1”scores and weight coefficients of each factor

4 后評(píng)價(jià)應(yīng)用案例

4.1 工程概況

韶關(guān)市武江區(qū)蕉沖山特大型滑坡群地質(zhì)災(zāi)害防治工程項(xiàng)目地處低山丘陵地貌區(qū)，位于韶關(guān)市武江區(qū)檢察院正后方西聯(lián)隧道口旁，包括2 個(gè)滑坡以（HP1 和HP2），威脅50 余人，潛在經(jīng)濟(jì)損失1.3 億元。該工程治理面積約12 263.8 m2，滑坡區(qū)所處的蕉沖山最高點(diǎn)標(biāo)高約140 m，最低點(diǎn)標(biāo)高約77 m，高差63 m。

HP1滑坡位于蕉沖山南側(cè)的山坡地帶，主滑方向約為158°，滑坡體長(zhǎng)約125 m，均寬約60 m，滑坡體積約101 250 m3，屬中型土質(zhì)滑坡。HP2 滑坡位于HP1 的西側(cè)，主滑方向約為155°，滑坡體長(zhǎng)約50 m，均寬約40 m滑坡體積約8 000 m3，屬小型土質(zhì)滑坡（表2）。

該治理工程防治工程等級(jí)為一級(jí)，采用削坡減載+格構(gòu)錨索錨固+截排水溝+坡面綠化治理方案，設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)選?。汉缶壔妫ㄒ旬a(chǎn)生拉裂面）c=0，φ=31.4°，γ=19.8 KN/m3，主滑段c=10 kPa，φ=16.2°，γ=21.2 KN/m3。項(xiàng)目總投資為625.49萬元。2013年8月開工，2016年9月通過終驗(yàn)。

4.2 治理工程后評(píng)價(jià)

4.2.1 隸屬度R的計(jì)算

依據(jù)前述后評(píng)價(jià)因子及隸屬度的確定方法，結(jié)合滑坡本體特征及治理狀況得到其隸屬度（表3）。

表3 各評(píng)價(jià)因子隸屬度計(jì)算結(jié)果表Table 3 Calculation results of membership degrees of each evaluation factor

形成R′后歸一化形成矩陣R如下：

4.2.2 綜合評(píng)價(jià)

模糊向量（權(quán)向量）已由前述確定：

從而可據(jù)R、A對(duì)滑坡防治效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)判結(jié)果為：

B是由4 個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合，按最大隸屬度原則，可判定該滑坡群的治理工程效果良好。

韶關(guān)市武江區(qū)蕉沖山特大型滑坡群地質(zhì)災(zāi)害防治工程項(xiàng)目已基本消除危害，抗滑結(jié)構(gòu)受力基本合理；防治后滑坡穩(wěn)定性達(dá)到要求，已經(jīng)穩(wěn)定；整治后各種位移在容許范圍之內(nèi)；各個(gè)抗滑結(jié)構(gòu)受力合理，實(shí)測(cè)推力與設(shè)計(jì)推力有一定出入；整治后滑帶土強(qiáng)度得到提高；工程治理規(guī)模對(duì)滑坡規(guī)模而言偏重型，治理效益一般。治理工程實(shí)際效果較好，與綜合評(píng)價(jià)結(jié)果相一致。

5 結(jié)論

從滑坡治理工程后評(píng)價(jià)角度出發(fā)，對(duì)特大型復(fù)雜滑坡整治工程抗滑結(jié)構(gòu)的受力、位移等進(jìn)行了技術(shù)分析，篩選出防治工程效果的11 項(xiàng)評(píng)價(jià)因子，初次建立了滑坡防治工程效果的模糊綜合后評(píng)價(jià)模型，為地質(zhì)災(zāi)害治理工程后評(píng)價(jià)奠定了一定基礎(chǔ)。

由于對(duì)滑坡防治工程效果的后評(píng)價(jià)研究?jī)H僅是個(gè)開端，滑坡治理工程后評(píng)價(jià)必須掌握大量的資料、尤其是其準(zhǔn)確性需多方調(diào)研、核實(shí)。如：對(duì)于抗滑結(jié)構(gòu)實(shí)施后滑坡體位移、應(yīng)力變化及達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間等等，仍需進(jìn)一步開展更深入、更微觀的專題研究。