基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評價.pdf

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1、第１期水利水運(yùn)工程學(xué)報Ｎｏ．１２０１７年２月ＨＹＤＲＯ?ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦｅｂ．２０１７ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１７．０１．００２徐鎮(zhèn)凱，溫勇兵，魏博文，等．基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評價［Ｊ］．水利水運(yùn)工程學(xué)報，２０１７（１）：１０－１７．（ＸＵＺｈｅｎｋａｉ，ＷＥＮＹｏｎｇｂｉｎｇ，ＷＥＩＢｏｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｈｉｇｈｓｌｏｐｅｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｃｌｏｕｄｔｈｅｏｒｙｃ

2、ｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｗｅｉｇｈｔｓ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ?ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７（１）：１０－１７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評價徐鎮(zhèn)凱，溫勇兵，魏博文，蔣水華（南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，江西南昌３３００３１）摘要：針對高邊坡穩(wěn)定性評價中指標(biāo)賦權(quán)及其模糊隸屬度等不確定問題，提出了一種基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評價方法。通過構(gòu)建多因素協(xié)同驅(qū)動的高邊坡穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系及其等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，綜合利用梯層指標(biāo)的主客觀組合賦權(quán)方法，并考慮到評價中的模糊性

3、和隨機(jī)性特點(diǎn)，引入模糊熵和云理論，建立了適應(yīng)于高邊坡穩(wěn)定性多維評價梯級云模型。最后應(yīng)用于錦屏Ｉ級水電站左岸邊坡的穩(wěn)定性評價，對比分析了不同評價方法的計(jì)算結(jié)果，從而佐證了文中提出方法的有效性。關(guān)鍵詞：高邊坡；穩(wěn)定性評價；云模型；模糊熵＋中圖分類號：ＴＵ１４３．６２文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ文章編號：１００９－６４０Ｘ（２０１７）０１－００１０－０８水電工程高邊坡是一個巨大、復(fù)雜、開放及動態(tài)的系統(tǒng)，受到系統(tǒng)內(nèi)在因子和外在因子的共同影響，其整［１－４］體穩(wěn)定性評價一直是高邊坡工程研究的一個難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。對邊坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行評

4、價，雖然評價方法多種多樣，但常用的方法是通過選取影響邊坡穩(wěn)定的多種因子，構(gòu)建邊坡穩(wěn)定評價的多層次多指標(biāo)體系，運(yùn)用定性或定量化的評價方法，對邊坡穩(wěn)定狀態(tài)做出模糊性綜合評價。目前國內(nèi)外學(xué)者針對邊坡穩(wěn)定性［５］問題開展了大量研究并取得了一定的成果。如秦植海等通過構(gòu)建巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性評價的指標(biāo)體系及其評價等級標(biāo)準(zhǔn)，建立了高邊坡穩(wěn)定性評價的模糊層次與集對分析（ＦＡＨＰ?ＳＰＡ）耦合模型，據(jù)此評價了三峽［６］永久船閘巖質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性。徐飛等建立了邊坡穩(wěn)定性評價的粒子群優(yōu)化投影尋蹤模型（ＰＳＯ?ＰＰ），［７］并將該模型應(yīng)

5、用于雅礱江錦屏一級水電站左岸邊坡的穩(wěn)定性評價中。羅勇對巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，對巖質(zhì)邊坡的破壞模式進(jìn)行了分析研究，對巖質(zhì)邊坡進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類、采用不同指標(biāo)對邊坡破壞模式進(jìn)行分析，建立巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價體系，并指出了邊坡穩(wěn)定性分析中多種方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。何［８］海鷹等基于層次分析法構(gòu)建了適于高速公路邊坡養(yǎng)護(hù)管理的巖質(zhì)高邊坡風(fēng)險評估指標(biāo)體系。王新民［９］等運(yùn)用可拓學(xué)理論構(gòu)造經(jīng)典域物元、節(jié)域物元和可拓集合中的關(guān)聯(lián)函數(shù)，研究了巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性安全評［１０］價的層次分析法－可拓學(xué)模型在高邊坡穩(wěn)定性評價中的應(yīng)用。

6、Ｌｉｕ等基于云模型對山區(qū)水電站巖質(zhì)邊坡［１１］穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價。Ｓｕ等基于模糊集優(yōu)化認(rèn)知理論和實(shí)例推理系統(tǒng)對水電站巖質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分［１２］析。舒蘇荀等采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)模糊點(diǎn)估計(jì)法計(jì)算了邊坡穩(wěn)定可靠度指標(biāo)。盡管目前有關(guān)高邊坡穩(wěn)定性評價研究取得了可喜進(jìn)展，但是大多研究只注重位移速率、破壞模式識別和邊坡災(zāi)害分區(qū)等單效應(yīng)的一維評價。邊坡穩(wěn)定性的影響因素很多，但評估指標(biāo)的不確定性對邊坡穩(wěn)定性評價影響的研究還較少。其次，目前采用的邊坡安全評價方法未能融合復(fù)雜巖體應(yīng)力、邊坡特征、巖石性質(zhì)、巖收稿日期：２０１６－０１－

7、０８基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（５１４０９１３９，５１５６９０１４，５１６６９０１３，５１５０９１２５）；水工巖石力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（ＲＭＨＳＥ１５０５）；南昌大學(xué)研究生創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目（ｃｘ２０１５０７４）作者簡介：徐鎮(zhèn)凱（１９５６—），男，江蘇溧水人，教授，主要從事水利水電工程安全控制技術(shù)研究。Ｅ?ｍａｉｌ：ｘｚｋｎｃｕ＠１２６．ｃｏｍ通信作者：魏博文（Ｅ?ｍａｉｌ：ｂｗｗｅｉ＠ｎｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）第１期徐鎮(zhèn)凱，等：基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評價１１體結(jié)構(gòu)、自然因素與人類

8、活動等因素及其權(quán)重的影響，故難以客觀綜合評價邊坡整體穩(wěn)定性。針對上述高邊坡穩(wěn)定性評價中指標(biāo)賦權(quán)及其模糊隸屬度等不確定問題，本文提出了一種基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評價方法。該方法通過構(gòu)建多因素協(xié)同系統(tǒng)效應(yīng)的高邊坡穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系及其等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，綜合利用梯層指標(biāo)的主客觀組合賦權(quán)方法，結(jié)合其評價中模糊性與隨機(jī)性特點(diǎn)，引入模糊熵和云理論，建立了適用于高邊坡穩(wěn)定性多維梯級評價云模型。最后，利用