基于灰色系统理论的自然边坡稳定性评价

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边坡分为人工边坡和自然边坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,而边坡稳定性评价是岩土工程中一个典型的问题。但由于边坡的形成是一个漫长的地质构造过程,其同时受多种因素的共同作用过程。而在众多的影响因素中,往往不是单一作用才导致边坡破坏滑坡的发生,而是其中多个因素共同作用的结果。但诸多因素的影响及其综合作用的机理是难以说清的,这些因素相互作用在一定程度上表现出具有模糊性、不确定性,可以说边坡岩体变形的过程是一个灰色系统。  本文在综合叙述各边坡稳定性分析方法的基础上,选择了灰色系统理论分析法。同时,根据收集到的边坡相关资料,选择其中对边坡稳定性有影响的主要的6个因素,岩石重度、内聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度及孔隙水压比,再把收集到的边坡分为自然干边坡和自然湿边坡分别进行灰色关联度分析。  利用灰色系统理论中的灰色关联度理论,分析出在湿边坡中,对安全系数的关联度大小排序为摩擦角孔隙水压力坡高边坡角内聚力岩石的重度;在自然干边坡中,关联序为摩擦角边坡角坡高内聚力岩石的重度。  最后,利用灰色系统理论在解决分析少数据、贫信息的系统方面所具有的独特的优势,同时根据其运用最多的、成熟的模型,选择符合边坡实际情况的模型,建立了少数据、贫信息情况下的边坡滑动相对变形量GM(1,1)拟合预测模型。通过建立的模型成功的预测了下一时间段的变形量大小。通过实例模型验证,模型的预测值与实践值的相对误差符合相应模型精度要求,且建立的模型在各时间段的拟合值与实测值高度吻合,说明模型的精确度较高,其适用性和准确性得到了验证,这为边坡稳定性评价提供了一种有效的方法。
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