模糊综合评判在岩体质量分类中的应用

到定量评价 , 把对 岩体 质量 起控 制作 用的最重 要的因素归 纳为三 个方面 ,即岩体的强度 、 完整性 和渗透 性 , 同时可进 一步分 解为 9 项指标 。依据这三个因素的 9 项指标 ,将岩体 质量划分为 五个级 别[ 3 ] ,综合列于表 1 。 根据岩体裂 隙水的工程地质性质 ,某电站工程 坝肩岩体可划 分为 M , N 两个带 ,这两个带岩体各指标值见表 2 。 3. 1 采用全部指标进行模糊综合评判 采用 “指标加权平均值法” 确定两个带岩体权重分别为 :
( b1 , b2 , …, bm ) = ( a 1 , a 2 , …, a n ) r 11 O= r 21 r 12 r 22
2 模糊综合评判原理
模糊综合评判是 在模糊 的环 境下 ,考 虑了多 种因素 的影 响 , 关于某种目的对某事物作出的综合决断或决策 [ 2] 。 设 U = { u1 , u2 , …, u n } 为 n 种 因素 构成 的集 合 , 称为 因 素 集 ; V = { v1 , v2 , …, v m }为 m 种决断所构成的集合 ,称为评 判集 。 一般地 ,各因素对事 物的 影响是 不一 致的 , 故因 素的 权重分 配可 视为 U 上的模糊集 ,记 为 :
A = [0. 009 3 0. 138 6 0. 102 6 0. 115 9 0. 153 6
M
其中 , bj 反 映了 第 j 种决断在评判总体 V 中所占的地位 。 假定有一个 U 与 V 之间的 模糊关系 R = ( r ij ) n ×m ∈m n ×m , 则利用 R 就可以得到一个 模糊变 换 TR , 这样便 不难构 造一个模 糊综合评判模型 。 模糊综合评判模型有三个基本要素 : 因素集 U = { u1 , u2 , …,
=
r 11 r 21
r 12 r 22
… … … …
r1m r2m
～
…
～
…
r n1
…
r n2
…
r nm
∈m n ×m 。
f ( um )
再由 R 得出一个模糊变换 :
～
TR ∶ F ( U ) →F ( V) ,
Δ ～
A | →T R ( A) = A OR 。
这意味着三元体 ( U , V , R ) 构成了一 个模糊 综合 评判 模型 。 若输入一个权 重分配 A = { a 1 , a 2 , …, a n } ∈ F ( U ) , 则 输出 一个 综合评判 B = AO R = { b1 , b2 , …, bm } ∈F ( V ) 。 因此 ,
u n } ; 评判集 V = { v1 , v 2 , …, vm } ; 单因素评判 ,即模糊映射 :
～ Δ
1 概述
岩体是由错综 复杂的结构面和其所 包围的岩块组成的 ,影 响 岩体质量的因素是复 杂的 , 结构 面的 频率 、 张开 度等 严重地 影响 着岩体的完整程度 、 变形 特征和 强度 特征 ; 岩块 的软 硬程度 和其 岩石特征 ,影响着工 程岩 体的变 形和 强度 ; 风化 作用 的影响 已在
结构的 ,不同结构类型的岩体其质量优劣 不等 。确定岩体 质量指 标 ,以此来估算岩体力学参数 ,预测岩 体变形和破坏规律 ,是目前 解决岩体稳定问题的一条重要途径 。因此 ,岩 体质量评价 受到国 内外的高度重视 。 迄今为止 , 国内外岩体分类方案已有数 十种 。早期的分 类多 为岩石的分类或者反映岩体某一性质的 单一指标分 类 ,但 随着工 程活动的发展 ,仅对 岩体 的某种 特性 进行评 价 , 已经 无法全 面反 映岩体的整体性质 , 这就促使岩体分级由单因 素简单分级 向多因 素综合分级方向发展 ,由定性和定量结合 发展 。文中从模 糊数学 综合评判理论出发 , 建立 多指标 性能 参数的 质量 评定模 型 , 通过 定量的数值表示评价结果 ,使评价指标最优化 地接近实际 工程地 质情况 。
岩体完整性和岩块的 变形 和强 度特征 中有所 反映
[ 1]
f∶ U →F ( V) ,
u i | →f ( u i ) = ( r i1 , r i2 , …, r im ) ∈F ( V) 。
～
由这三个基本要 素立即 可 以得出 评 判模型 。先由 f 导 出一
～
。岩 体是 有
个模糊关系 :
～ Δ ～ Δ
3 工程实例
i =
其中 , a 1 为第 i 个因素 ui 权重 , 它们满足归一化条 件 : 的评判也应看作 V 上的模糊集 ,记为 :
B = { b1 , b2 , …, bm } ∈ F ( V ) 。
∑a
1
岩体质量评价是 工程 地质学 研究 的重要 内容 之一 。为 了 做
i
= 1。 另外 , m 个决定也并非都是绝对的肯定和否定 。 因此 , 综合后
A = { a 1 , a 2 , …, a n } ∈ F ( U) 。
n n
… r1m … r2m … … …
rn m
…
r n1
…
r n2
( a i ∧r ij ) , I = 1 , 2 , …, m 。 其中 , bi = i ∨ =1
如果 bj0 = max{ b1 , b2 , …, b m} , 则得出决断为 V j0 。
第 33 卷 第 7 期 山 2 0 0 7 年 3 月
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西
建
. 33 No . 7 筑 Vol Mar . 2007
1
专家专稿
文章编号 : 100926825 ( 2007) 0720001202
模糊综合评判在岩体质量分类中的应用
涂齐亮 王 清
3
摘 要 : 结合工程岩体具有多样性 、 可变性 、 不确定性 (随机性 、 模糊性 ) 和不 完全性等特 点 ,从 模糊数学综 合评判理论 出 发 ,建立了多指标性能参 数的岩体质量评定模型 ,通过定量 的数值表示评价结果 ,以使评价指 标最优化地接近实际工 程 地质情况 。 关键词 : 岩体质量 ,模糊综合评判 ,定量分析 中图分类号 : TU452 文献 标识 码 :A