基于模糊信息优化处理的黄土滑坡稳定性分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
到 的 影 响 因素 很 多 ， 有很 大的不确定性 （ 随机性 、 模 糊 性 及
明当原始信息元素 超 出Ａ 的范围时（ 章 Ａ ） ， 应突 出Ａ 两
头元素 （ … ， ～ ）的信息 。
１ ． ２ 信 息分 配
知识不完备性 ） 。为此许 多学 者采用现代数学 原理和方法 建立了一 系列的边坡稳定性评价方法¨ Ｊ 。而模糊数学分 析方法 的特点就是考虑客观模糊 因素的影响和事物发生本 质变化 的中介过 渡过程 ， 能更好 地体现 出客观事物 的固有 特征和模糊属性 。王 家鼎 早 在 １ ９ ９ ０年就应用模 糊信 息分析法评价了兰州市斜坡稳 定性 ； 后来 又逐步提 出信息 分配概念 ， 初步建立 了模糊信息优化处理推理体系 ， 并在实 际中大量应用 ， 取得 了良好 的效果 ’ 。本文结合 吕梁 民 用机场黄土滑坡 ， 运用模糊信息 优化处理 理论体 系进 行黄
（ ５ ）
式 中： △为基 础 变量 各 档 次 的步距 ， 即△ ＝
１ ． ３ 信息 集 中
； ｑ 是构
成信息矩阵的元素 ， 信息矩阵正规化后为模糊关系 。
信息扩散是一种将非模糊 的数据变成 了模糊信息 的变
换 。一个非模糊数据经过信 息扩散后带有 了模糊 的色彩。 为了消除这种影响 ， 同时也为了求取最佳预测值 ， 需要进行 信息集 中：
Ｂ ＝Ａｉ ￣ Ｒ
式 中： ｕ为要求得变量 的最终结果 ； ６ 为模糊近似推论 求 出的第 ｉ 个元素的可能性分布 ； ｕ 为ｉ 等级变量 的大小 ； ｊ ｝
为常 数 ， 视情 况 而 定 。 本 文 中取 ｋ ＝２ 。
式 中， 。 符号表示运算规则 ， 本文使用经典 矩阵普通乘 方法 。 Ａ ， Ｂ 分 别 为 论 域 垒 ｛ ｕ 。 ， ｕ …ｕ ｝和 垒 ｛ ，
：…
｝ 里的模糊子集 ； 尺称为模糊关系 ， 反映依据信息而获
为 了避 免专 家 打 分 的 主 观 影 响 ， 王 家 鼎 … 曾提 出 以下
得 的 知识 经 验 。
２ 黄土 滑 坡稳 定 性 分 析
２ ． １ 滑坡 特 征
公式 ：
该 滑坡 （ 如图 １ ） 位 于 山西 吕梁 境 内 ， 经 过 现 场 实 际调
ｕ＝ ： 。 ６ ／ ： 。 ｂ （ １ ） （ ６ ）
１ 模 糊 信 息优 化 处 理 理论 ｍ ］
１ ． １ 模 糊 近 似 推论 模 糊 近 似 推论 ， 是 进 行 大 系 统 和 不 确 定 性 系 统 分 析 的 主 要 环节 。其 数 学公 式 表 达 为 ：
料。 综合考虑影响黄土边坡稳定性的五个主要 因素粘聚力、 内摩擦 角、 滑坡坡度、 滑坡 高度和地震动参数 ， 运 用模糊
信息优化处理方法中的信息分配、 信 息集 中等方法对黄 土滑坡稳 定性进行评价。 同时还利用极限平衡法计算该滑
坡稳 定性 ， 结 果表 明 ： 两 种评 价 结 果均 与 实际情 况 符 合 ， 模 糊 信 息 优 化 处 理 法适 用 于黄 土地 区 滑 （ 边） 坡 稳 定性 评
价． 与极 限平衡 法相 比更 利 于提 高工程 经 济 效 益 。
［ 关键词 ］ 黄土滑坡 ； 稳定性 ； 模糊信息优化处理 ［ 中图分类号］ Ｐ ６ ４ ２ ． ２ ２ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ４—１ １ ８ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ １ １ ７— ０ ３
ｉ＝ １ ， ２， …， ｎ （ ４ ）
黄土滑坡是一类十分严 重的地质灾 害 ， 随着 黄土地 区
工 程 建设 的增 多 ， 尤 其 是 机场 建 设 这 样 重 大 工 程 ， 更 应 该 提
式（ ４ ）中的 △为 步距 ， 即△ ＝
一 。 式（ ２ ） 和（ ３ ） 表
高对山体滑坡灾害的重视。在黄土边坡稳定性分析 中涉及
当
＜ ＜ 一 时： Ａ ： ［ ｍ ｌ ０ ． １一
｝ ］ ，
Байду номын сангаас
为１ １ ３ ９ ｍ， 滑坡前缘直抵 马群沟 ， 前缘高程为 １ ０ ５ ５ ｍ， 前 后缘相对高差 ８ ４ ｒ ｎ ， 滑坡北西侧界位于前黄草洼 ， 南东侧界
［ 收稿 日期］ ２ ０ １ ３． ０ ４． ０ ２ ［ 基金项 目］ 国家 自然科学基金 （ ４ ０ ９ ７ ２ １ ９ ３ ） ； 高等学校博士点学科点专项科研基金 （ ２ ０ １ １ ６ １ ０ １ １ ３ ０ ０ ０ １ ）
２ ０ １ ３年 ９月
地 下 水
Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ
Ｓ ｅ ｐ．， ２ ０１ ３ Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎ０． ５
第３ ５卷
第 ５期
基 于模 糊 信 息 优 化 处 理 的黄 土 滑 坡 稳 定 性 分 析
王新 忠 （ 中国民航机场建设集团公 司西北分公司 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ５ ） ［ 摘 要］ 基 于吕梁机场 Ｈ ２黄土滑坡现 场工程 地质勘察 ， 对该 滑坡特征 进行分析。结合 室内土 工试验 资
当 《 … ，
∈Ａ 时： Ａ ‘ ＝［ １ ， ０ ， …， ０ ］
（ ２ ）
（ ３ ）
查 及 询 问 当地 群 众 ， 该滑坡 至少在 １ ０ ０年 前 已 经 发 生 过 明 显 滑 动 。 主滑 坡后 缘 位 于 马群 踏 上 坡 半 山 腰 ， 其 后 缘 高 程
当 》 ～ ， 一 ∈Ａ 时： Ａ ＝ ［ ０ ， ０ ， …， １ ］
土 边坡 的稳 定性 评 价 。
以元素 ｕ 、 “ ， 作为行列构成信息矩阵 ｑ （ ｎ Ｘ ｎ ） ， 记录了 在 轴上 的可能性分布。 每个原始信息数据提供一个单位 信息 ， 并按一定形式分配给相邻的控制点。 公式如下 ：
Ｉ Ｍ — ｎ Ｉ
ｑ ｆ ｆ＝ １一——
， ｉ＝ １ ， ２， …， ｎ
明当原始信息元素 超 出Ａ 的范围时（ 章 Ａ ） ， 应突 出Ａ 两
头元素 （ … ， ～ ）的信息 。
１ ． ２ 信 息分 配
知识不完备性 ） 。为此许 多学 者采用现代数学 原理和方法 建立了一 系列的边坡稳定性评价方法¨ Ｊ 。而模糊数学分 析方法 的特点就是考虑客观模糊 因素的影响和事物发生本 质变化 的中介过 渡过程 ， 能更好 地体现 出客观事物 的固有 特征和模糊属性 。王 家鼎 早 在 １ ９ ９ ０年就应用模 糊信 息分析法评价了兰州市斜坡稳 定性 ； 后来 又逐步提 出信息 分配概念 ， 初步建立 了模糊信息优化处理推理体系 ， 并在实 际中大量应用 ， 取得 了良好 的效果 ’ 。本文结合 吕梁 民 用机场黄土滑坡 ， 运用模糊信息 优化处理 理论体 系进 行黄
（ ５ ）
式 中： △为基 础 变量 各 档 次 的步距 ， 即△ ＝
１ ． ３ 信息 集 中
； ｑ 是构
成信息矩阵的元素 ， 信息矩阵正规化后为模糊关系 。
信息扩散是一种将非模糊 的数据变成 了模糊信息 的变
换 。一个非模糊数据经过信 息扩散后带有 了模糊 的色彩。 为了消除这种影响 ， 同时也为了求取最佳预测值 ， 需要进行 信息集 中：
Ｂ ＝Ａｉ ￣ Ｒ
式 中： ｕ为要求得变量 的最终结果 ； ６ 为模糊近似推论 求 出的第 ｉ 个元素的可能性分布 ； ｕ 为ｉ 等级变量 的大小 ； ｊ ｝
为常 数 ， 视情 况 而 定 。 本 文 中取 ｋ ＝２ 。
式 中， 。 符号表示运算规则 ， 本文使用经典 矩阵普通乘 方法 。 Ａ ， Ｂ 分 别 为 论 域 垒 ｛ ｕ 。 ， ｕ …ｕ ｝和 垒 ｛ ，
：…
｝ 里的模糊子集 ； 尺称为模糊关系 ， 反映依据信息而获
为 了避 免专 家 打 分 的 主 观 影 响 ， 王 家 鼎 … 曾提 出 以下
得 的 知识 经 验 。
２ 黄土 滑 坡稳 定 性 分 析
２ ． １ 滑坡 特 征
公式 ：
该 滑坡 （ 如图 １ ） 位 于 山西 吕梁 境 内 ， 经 过 现 场 实 际调
ｕ＝ ： 。 ６ ／ ： 。 ｂ （ １ ） （ ６ ）
１ 模 糊 信 息优 化 处 理 理论 ｍ ］
１ ． １ 模 糊 近 似 推论 模 糊 近 似 推论 ， 是 进 行 大 系 统 和 不 确 定 性 系 统 分 析 的 主 要 环节 。其 数 学公 式 表 达 为 ：
料。 综合考虑影响黄土边坡稳定性的五个主要 因素粘聚力、 内摩擦 角、 滑坡坡度、 滑坡 高度和地震动参数 ， 运 用模糊
信息优化处理方法中的信息分配、 信 息集 中等方法对黄 土滑坡稳 定性进行评价。 同时还利用极限平衡法计算该滑
坡稳 定性 ， 结 果表 明 ： 两 种评 价 结 果均 与 实际情 况 符 合 ， 模 糊 信 息 优 化 处 理 法适 用 于黄 土地 区 滑 （ 边） 坡 稳 定性 评
价． 与极 限平衡 法相 比更 利 于提 高工程 经 济 效 益 。
［ 关键词 ］ 黄土滑坡 ； 稳定性 ； 模糊信息优化处理 ［ 中图分类号］ Ｐ ６ ４ ２ ． ２ ２ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ４—１ １ ８ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ １ １ ７— ０ ３
ｉ＝ １ ， ２， …， ｎ （ ４ ）
黄土滑坡是一类十分严 重的地质灾 害 ， 随着 黄土地 区
工 程 建设 的增 多 ， 尤 其 是 机场 建 设 这 样 重 大 工 程 ， 更 应 该 提
式（ ４ ）中的 △为 步距 ， 即△ ＝
一 。 式（ ２ ） 和（ ３ ） 表
高对山体滑坡灾害的重视。在黄土边坡稳定性分析 中涉及
当
＜ ＜ 一 时： Ａ ： ［ ｍ ｌ ０ ． １一
｝ ］ ，
Байду номын сангаас
为１ １ ３ ９ ｍ， 滑坡前缘直抵 马群沟 ， 前缘高程为 １ ０ ５ ５ ｍ， 前 后缘相对高差 ８ ４ ｒ ｎ ， 滑坡北西侧界位于前黄草洼 ， 南东侧界
［ 收稿 日期］ ２ ０ １ ３． ０ ４． ０ ２ ［ 基金项 目］ 国家 自然科学基金 （ ４ ０ ９ ７ ２ １ ９ ３ ） ； 高等学校博士点学科点专项科研基金 （ ２ ０ １ １ ６ １ ０ １ １ ３ ０ ０ ０ １ ）
２ ０ １ ３年 ９月
地 下 水
Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ
Ｓ ｅ ｐ．， ２ ０１ ３ Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎ０． ５
第３ ５卷
第 ５期
基 于模 糊 信 息 优 化 处 理 的黄 土 滑 坡 稳 定 性 分 析
王新 忠 （ 中国民航机场建设集团公 司西北分公司 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ５ ） ［ 摘 要］ 基 于吕梁机场 Ｈ ２黄土滑坡现 场工程 地质勘察 ， 对该 滑坡特征 进行分析。结合 室内土 工试验 资
当 《 … ，
∈Ａ 时： Ａ ‘ ＝［ １ ， ０ ， …， ０ ］
（ ２ ）
（ ３ ）
查 及 询 问 当地 群 众 ， 该滑坡 至少在 １ ０ ０年 前 已 经 发 生 过 明 显 滑 动 。 主滑 坡后 缘 位 于 马群 踏 上 坡 半 山 腰 ， 其 后 缘 高 程
当 》 ～ ， 一 ∈Ａ 时： Ａ ＝ ［ ０ ， ０ ， …， １ ］
土 边坡 的稳 定性 评 价 。
以元素 ｕ 、 “ ， 作为行列构成信息矩阵 ｑ （ ｎ Ｘ ｎ ） ， 记录了 在 轴上 的可能性分布。 每个原始信息数据提供一个单位 信息 ， 并按一定形式分配给相邻的控制点。 公式如下 ：
Ｉ Ｍ — ｎ Ｉ
ｑ ｆ ｆ＝ １一——
， ｉ＝ １ ， ２， …， ｎ