[发明专利]一种路堑边坡模糊层次风险评估方法

说明书

技术领域

本发明属于工程地质技术领域，具体涉及一种路堑边坡模糊层次风险评估方法。

背景技术

随着高速公路通车里程不断增加和运营时间的延长，边坡的运营安全问题日益突出。路堑边坡病害已经成为高速公路建设亟待解决的工程问题，据初步统计，伴随公路工程建设的逐年推进，我国公路边坡以累计长度每年2000～5000公里的速度递增。路堑边坡因其具有体积规模巨大、地质条件复杂、构造发育破碎、水系丰富多变、环境状况恶劣、影响因素众多等特点而导向相当程度的复杂性，往往难以为边坡工程建设人员所认识，在信息不充分的条件下，对路堑边坡采取的工程措施不得力，最终造成边坡变形失稳产生滑坡，继而演变形成的滑坡体便继承路堑边坡的内禀复杂性，进一步增加了工程治理的难度。

需要对路堑边坡风险进行评估以便界定风险大小及危险程度，并将其用于指导经济合理的工程措施。路堑边坡风险评估在公路的建设和长期安全运营期起着相当重要的作用。

国内外运用模糊综合理论及层次分析法针对某个或某类边坡建立评价指标体系进行风险评估的工作已经有所开展，但评价对象为路堑边坡，同时所构建的指标体系，指标特征状态，风险评语集等评估内容及计算算法能被业界普遍接受的评估系统模型尚未形成。

同时，影响路堑风险大小的因素繁多且评估过程复杂，步骤较多，算法不一，使得对路堑边坡风险评估步骤及评估过程进行算法优化设计，从而提高效率的研究工作显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一套系统合理具有较高可行性并能够被专业领域所认可的方法体系，实现对路堑边坡进行有效的风险值计算及评价，指导工程措施的决策过程。

本发明采用以下技术方案实现：一种路堑边坡模糊层次风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：确定评价对象；步骤S2：建立评价模型指标体系，所述评价模型指标体系包括一级指标及从属于各一级指标类别的二级子指标，令一级指标为：U＝(u₁,u₂,u₃,u₄,u₅)，令从属于第i个一级指标的二级指标为Uⁱ＝(u_i1,u_i2,u_i3,u_i4)…(i＝1～5)；步骤S3：将路堑边坡模糊层次风险评估安全评语集为：V＝(v₁,v₂,v₃,v₄)＝(安全,基本安全,欠安全,不安全)；步骤S4：计算权重向量，令一级指标权重向量为W＝(w₁,w₂,w₃,w₄,w₅)，令从属于第i个一级指标的二级指标权重向量为：Wⁱ＝(w_i1,w_i2,w_i3,w_i4)…(i＝1～5)；步骤S5：，令Uⁱ对应的隶属度评价矩阵r(4×4)为：r11r12r13r14r21r22r23r24r31r32r33r34r41r42r43r44;]]>步骤S6：第i个一级指标在安全评语集下隶属度计算结果为：Rⁱ＝(R_i1,R_i2,R_i3,R_i4)…(i＝1～5)，由第i个一级指标对应二级子指标权重向量Wⁱ与隶属度评价矩阵r(4×4)的矩阵运算得Rⁱ：Ri=(wi1,wi2,wi3,wi4)×r11r12r13r14r21r22r23r24r31r32r33r34r41r42r43r44;]]>步骤S7：模糊综合所有一级指标计算得出评价对象在安全评语集下的隶属度大小分布，令最终计算结果隶属度为:N＝(n₁,n₂,n₃,n₄)，由一级指标权重向量W＝(w₁,w₂,w₃,w₄,w₅)与各单因素评价结果隶属度矩阵R经矩阵运算计算得M:M=(w1,w2,w3,w4,w5)×R11R12R13R14R21R22R23R24R31R32R33R34R41R42R43R44R51R52R53R54;]]>步骤S8：若最终隶属度向量中n₂数值最大，即判断对应路堑边坡在评价模型建立期间的风险描述状态为基本安全；由n₃+n₄隶属度之和确定该路堑边坡处于不理想状态下的概率范围，将其作为工程措施决策的度量依据，所述不理想状态为欠安全及不安全状态。