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输气管道线路工程地质灾害危险性评价中可拓方法的运用

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2016-02-24 共1993字

  自然灾害大多是由于不可抗拒力产生的,如火山、地震、海啸等,也包括一些人为因素作用引发的自然灾害,其共同特点是会对人类的生命财产安全形成威胁,对于自然环境和人类建造物造成破坏;这其中,在人类社会中影响最大的是地质灾害,尤其在当前各种交通运输与经济发展紧密结合的情况下。

  我国的输气管道线路工程地质灾害主要表现为滑坡、泥石流、崩塌等,这些地质灾害都会为输气管道带来一些威胁和伤害。在输气管道线路工程地质灾害的防治工作中,危害性评价是有效的规避地质灾害的手段。可拓方法是地质灾害危险评价中的常用方法,采用定量和定性的角度对矛盾问题进行处理,建立多指标的质量评定模型,如实的反应样本的真实情况,在输气管道线路工程地质灾害危险性评价中具有重要意义。

  1 可拓方法概述

  可拓方法及可拓学,是一种人类认识现实世界、分析现实世界并解决现实世界矛盾的方法论。其基本特征是基于模型化、形式化展开,并具有可拓展、可转换、综合性等特征。基于图形、数据和公式的形式展开相应的研究,在输气管道线路工程地质灾害危险性评价中得到了很好的应用。

  1.1 经典域的确定

  假设有m段有待评价的输气管道线路,有n个影响地质灾害危险性的因素。根据物元的定义,将地质灾害危险性用n维物元来描述,由此就构成了一个物元结合Roi;物元的确定标志着一个灾害性数据的描述形式构建,为了便于阐述,笔者假定其中的地质灾害等级为i,则Ni表示所划分的第i个地质灾害危险性等级;相对应地,Cj表示影响地质灾害危险性等级Ni的因素。由此不难判断,Vij=(aij,bij)集合即为Ni关于因素Cj所确定的量值范围,也可以理解为各危险性等级关于对应评价因素所取的数据范围。

  1.2 节域的确定

  地质灾害危险性等级的节域物元,即各因素对应的所有取值范围,从最低值到最高值RP的表达式为:RP=(P,Ci,Vpi),在这一个公式中,P代表地质灾害危险性等级的物元,Vpi表示P关于因素 Ci所取的量值范围,可以直接理解为P的节域。

  1.3 确定待评物元

  待评物元即地质灾害危险性,用P表示,将收集到的数据或分析结果用物元表示,则物元R为:R(i)=(P,Ci,vi),在该式子中,P为待评估的地质灾害危险性;Ci为影响危险性等级的各种因素;Vi表示P 关于 Ci的量值,可以理解为从待评事务收集到的数据。

  2 层次法分析确定评价指标的权系数

  通过运用可拓方法对地质灾害进行评价,最不能忽略的部分为权系数对最终结果的影响,其大小设定也会影响评价体系的优化程度。本质上说,权系数是反应评价标准中量化数据重要程度的内容,在人为制定的过程中,很可能由于无意忽略或主观随意性的缘故,造成不合理情况出现;利用层次法进行分析,可以很好地保障正确性。

  结合输气管道线路工程地质灾害危险性评价应用,运用层次分析法解决权重的步骤如下:

  第一,确定评价因素,即设定地质灾害危险性评价的评价指标。

  第二,构造判断矩阵,判断矩阵元素的值可以直接反应出来现实中对地质灾害的认识程度,按照输气管道的评价要求,甚至1-9个标度,判断矩阵相应元素的值,并进行相应的矩阵判断。

  第三,进行一致性检验,检验合格通过即认定系数的分配合理,反之则继续进行修订。

  3 可拓方法在工程中的实际应用

  3.1 研究区地质灾害概况

  西气东输二线输气管道工程是国家的大型重点工程,输气管道工程沿线经过的地区地质地貌复杂,生态环境较为脆弱,据统计沿线发育有各类地质灾害共 195处,其中崩塌29 处、滑坡 146 处、泥石流 14 条,分布地区主要以龙岗-西峡支干线管道沿线的中低山、丘陵地区为主,情况十分复杂。

  3.2 评价因子的分类和分级

  根据地质灾害危险性的危害大小,可以分为大、中、小三个等级,根据这三个等级,再将评价因素按照质量状况也分为3个等级。对于这些等级评定时有一定的量化标准和规范的,同时要考虑长期的可行性以及变化性,尽量使其量化并形成地质灾害预测评价因子基准值划分表。

  3.3 评价结果分析

  根据以上采用的可拓方法进行的综合评定,制定模糊数学评定结果表和地质灾害危险分段统计表,可以清楚的了解到沿线地质灾害的危险性分布情况。结合野外实地调查的资料分析对比,可拓方法在输气管道线路工程地质灾害危险性评价中切实有效。

  4 结语

  总而言之,可拓方法是一种形式化的测量方式,运用定量和定性的方式对问题进行研究,在输气管道工程地质灾害危险性评价中,可拓方法将各种影响因素组合起来建立物元模型进行客观考察评估,这种综合性的全面评价方法在实际的运用中是有效可行的,为输气管道地质灾害的危险性评估寻求到了新的测量方法。

  参考文献:

  [1]谈小龙,徐卫亚,梁桂兰等。可拓方法在岩石边坡整体安全评价中的应用[J]. 岩石力学与工程学报,2009,28(12):2503-2509.
  [2]连建发,慎乃齐,张杰坤等。基于可拓方法的地下工程围岩评价研究[J].岩石力学与工程学报,2004,23(9):1450-1453.
  [3]匡乐红,徐林荣,刘宝琛等。基于可拓方法的泥石流危险性评价[J].中国铁道科学,2006,27(5):1-6.

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