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边坡工程风险分析理论与应用研究

聂春龙  
【摘要】:边坡失稳是仅次于地震和泥石流的第三大地质灾害,边坡工程风险分析已成为岩土工程界的热点问题。边坡工程中涉及的岩土体是变异性很大的工程材料,在实际工程中各种参数、内外营力具有很大的不确定性。相对于极限平衡理论等传统分析方法,风险分析理论立足于工程中的各种不确定性,把概率和损失综合考虑,为边坡工程评估提供了新的思路和方法,因而边坡风险分析理论成为难点之一。本文结合国家自然科学基金项目“基于能量渐进耗散的流固耦合作用下土石混合体滑坡演化机制研究(50878213)”和交通部科技项目“西部地区公路地质灾害监测预报技术研究(2003-318-802-01)”,对边坡工程风险分析理论与应用进行了深入研究。具体内容包括: (1)在收集整理现有文献的基础上,总结和分析边坡失稳机理,对边坡变形的主要方式,主要破坏模式和基本地质力学模式进行研究。对边坡工程的五种稳定状态进行了定义,提出了包含3方面8要素的边坡工程危险源的评价指标体系,并建立了评价指标体系的数学计算模型—遗传层次综合评价模型,用模糊数学的理论解决工程问题。 (2)在讨论边坡失效可能性主要分析方法的基础上,建立了基于T-S模糊神经网络评价系统。采用等隔均匀分布方式插值边坡稳定性标准数据生成样本,利用MATLAB软件进行训练,检测了预测值与实际输出值的误差。 (3)研究了边坡失稳的破坏模式和受灾体类别,讨论资产和自然资源的核算方式,受灾体密度和价值分布的统计方法。对受灾体的损毁程度及损毁等级的基本标志进行了研究。基于AHP分析的二级模糊综合评价模型对受灾体进行风险性评价,确定了主要受灾体损毁等级、价值损失率与地质灾害危害强度的对应关系和滑坡受灾体价值等级划分的参考标准。 (4)建立了物元综合评价模型,并对边坡进行了风险分析,总结了边坡工程风险表征和可接受风险水平的概念和理论,根据我国国情,制定了我国滑坡的社会风险标准和经济风险标准的F-N曲线,为边坡风险的控制和管理提供了量化标准。 (5)以四川理县营盘街小学不稳定边坡为依托工程,在地理、水文和地质勘查的基础上,对边坡工程的危险源进行了讨论,提出边坡工程危险源的评价指标体系及量化标准。以板岩为研究对象,对岩石的水理特性进行实验研究。对该边坡工程的风险进行了分析,将前期研究成果应用于该边坡工程的风险分析和治理。


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