基于组合赋权模糊云理论的高边坡稳定性评价.pdf

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1、第１期水利水运工程学报Ｎｏ．１２０１７年２月ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦｅｂ．２０１７ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１７．０１．００２徐镇凯，温勇兵，魏博文，等．基于组合赋权模糊云理论的高边坡稳定性评价［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１７（１）：１０－１７．（ＸＵＺｈｅｎｋａｉ，ＷＥＮＹｏｎｇｂｉｎｇ，ＷＥＩＢｏｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｈｉｇｈｓｌｏｐｅｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｃｌｏｕｄｔｈｅｏｒｙｃ

2、ｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｗｅｉｇｈｔｓ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７（１）：１０－１７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））基于组合赋权模糊云理论的高边坡稳定性评价徐镇凯，温勇兵，魏博文，蒋水华（南昌大学建筑工程学院，江西南昌３３００３１）摘要：针对高边坡稳定性评价中指标赋权及其模糊隶属度等不确定问题，提出了一种基于组合赋权模糊云理论的高边坡稳定性评价方法。通过构建多因素协同驱动的高边坡稳定性评价指标体系及其等级划分标准，综合利用梯层指标的主客观组合赋权方法，并考虑到评价中的模糊性

3、和随机性特点，引入模糊熵和云理论，建立了适应于高边坡稳定性多维评价梯级云模型。最后应用于锦屏Ｉ级水电站左岸边坡的稳定性评价，对比分析了不同评价方法的计算结果，从而佐证了文中提出方法的有效性。关键词：高边坡；稳定性评价；云模型；模糊熵＋中图分类号：ＴＵ１４３．６２文献标志码：Ａ文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１７）０１－００１０－０８水电工程高边坡是一个巨大、复杂、开放及动态的系统，受到系统内在因子和外在因子的共同影响，其整［１－４］体稳定性评价一直是高边坡工程研究的一个难点和热点问题。对边坡整体稳定性进行评

4、价，虽然评价方法多种多样，但常用的方法是通过选取影响边坡稳定的多种因子，构建边坡稳定评价的多层次多指标体系，运用定性或定量化的评价方法，对边坡稳定状态做出模糊性综合评价。目前国内外学者针对边坡稳定性［５］问题开展了大量研究并取得了一定的成果。如秦植海等通过构建岩质高边坡稳定性评价的指标体系及其评价等级标准，建立了高边坡稳定性评价的模糊层次与集对分析（ＦＡＨＰ⁃ＳＰＡ）耦合模型，据此评价了三峡［６］永久船闸岩质高边坡的稳定性。徐飞等建立了边坡稳定性评价的粒子群优化投影寻踪模型（ＰＳＯ⁃ＰＰ），［７］并将该模型应

5、用于雅砻江锦屏一级水电站左岸边坡的稳定性评价中。罗勇对岩质边坡的稳定性影响因素进行了详细分析，对岩质边坡的破坏模式进行了分析研究，对岩质边坡进行结构分类、采用不同指标对边坡破坏模式进行分析，建立岩质边坡稳定性评价体系，并指出了边坡稳定性分析中多种方法及其优缺点。何［８］海鹰等基于层次分析法构建了适于高速公路边坡养护管理的岩质高边坡风险评估指标体系。王新民［９］等运用可拓学理论构造经典域物元、节域物元和可拓集合中的关联函数，研究了岩质边坡稳定性安全评［１０］价的层次分析法－可拓学模型在高边坡稳定性评价中的应用。

6、Ｌｉｕ等基于云模型对山区水电站岩质边坡［１１］稳定性进行综合评价。Ｓｕ等基于模糊集优化认知理论和实例推理系统对水电站岩质边坡进行稳定性分［１２］析。舒苏荀等采用神经网络改进模糊点估计法计算了边坡稳定可靠度指标。尽管目前有关高边坡稳定性评价研究取得了可喜进展，但是大多研究只注重位移速率、破坏模式识别和边坡灾害分区等单效应的一维评价。边坡稳定性的影响因素很多，但评估指标的不确定性对边坡稳定性评价影响的研究还较少。其次，目前采用的边坡安全评价方法未能融合复杂岩体应力、边坡特征、岩石性质、岩收稿日期：２０１６－０１－

7、０８基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１４０９１３９，５１５６９０１４，５１６６９０１３，５１５０９１２５）；水工岩石力学教育部重点实验室开放基金项目（ＲＭＨＳＥ１５０５）；南昌大学研究生创新专项资金项目（ｃｘ２０１５０７４）作者简介：徐镇凯（１９５６—），男，江苏溧水人，教授，主要从事水利水电工程安全控制技术研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｚｋｎｃｕ＠１２６．ｃｏｍ通信作者：魏博文（Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｂｗｗｅｉ＠ｎｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）第１期徐镇凯，等：基于组合赋权模糊云理论的高边坡稳定性评价１１体结构、自然因素与人类

8、活动等因素及其权重的影响，故难以客观综合评价边坡整体稳定性。针对上述高边坡稳定性评价中指标赋权及其模糊隶属度等不确定问题，本文提出了一种基于组合赋权模糊云理论的高边坡稳定性评价方法。该方法通过构建多因素协同系统效应的高边坡稳定性评价指标体系及其等级划分标准，综合利用梯层指标的主客观组合赋权方法，结合其评价中模糊性与随机性特点，引入模糊熵和云理论，建立了适用于高边坡稳定性多维梯级评价云模型。最后，利用