灰色系统理论在堤防岸坡稳定性分析中的应用

【摘要】：城市堤防工程在社会发展中起着相当重要的作用，而堤防岸坡失稳是堤防工程建设中常见的主要灾害之一。传统的边坡稳定性分析存在着大量的主客观不确定性，充分考虑由各种因素引起的不确定性是边坡稳定性研究的发展趋势。 本文首先简要介绍了目前土坡稳定计算中几种常用的简化极限平衡法的原理及适用性，指出几种不确定性分析方法的不足之处。将堤防岸坡系统视为一个灰色系统，详细介绍了灰色系统理论的基本概念、理论与计算方法。 灰色系统理论在堤防岸坡稳定性研究中的应用刚刚起步，本文首次引入灰色系统理论的关联分析方法，分析影响岸坡稳定的因素，对影响因素的作用程度做优劣排序，以明确各因素的影响程度，指导工程设计。针对南宁市防洪堤岸坡的稳定性，通过灰关联分析找出了失稳的主要原因，提出了相应的治理方案。 基于工程类比和灰关联分析原理与方法，本文提出了堤防工程的综合类比评价方法。以南宁市防洪堤岸坡为实例，对5个岸坡的稳定性做评价预测，预测结果与实际相当符合。 通过灰色预测模型的选择，对防洪堤岸坡的沉降变形观测资料建立GM(1，1)模型，作时间～沉降量的预报。根据2001．1～2001．9梧州市防洪堤4个测点的沉降变形观测资料，对2001．10和2001．11发生的沉降量做预报，误差非常小，不到0.1％，精度较高。 研究结果表明：灰色系统理论在城市堤防工程中的应用是恰当而实用有效的，具有良好的前景。灰关联因素分析对指导防治措施有着实际的工程意义；运用综合类比评价方法对岸坡稳定性作评价，为对防洪堤稳定性作出快速诊断提供了一种新方法；运用灰色建模作变形预报，可以跟踪监控堤防的安全状态。