亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于AHP-TOPSIS模型的巖土邊坡穩(wěn)定性評價

        2016-11-15 09:28:10姜廷文靳春玲
        城市道橋與防洪 2016年9期
        關(guān)鍵詞:評判分析法巖土

        姜廷文,靳春玲

        (蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

        基于AHP-TOPSIS模型的巖土邊坡穩(wěn)定性評價

        姜廷文,靳春玲

        (蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

        選用巖石質(zhì)量指標(biāo)、巖體完整性指標(biāo)、地應(yīng)力、黏聚力、內(nèi)摩擦角、坡高和日最大降水量7個影響因素作為邊坡穩(wěn)定性評價指標(biāo),采用改進(jìn)的層次分析法(AH P)計算各評價指標(biāo)的權(quán)向量,結(jié)合逼近理想解排序法 (TOPSIS)構(gòu)建改進(jìn)的AH P-TOPSIS模型。依據(jù)單指標(biāo)等級分類區(qū)間的下限構(gòu)造5個不同等級的臨界值邊坡,將其穩(wěn)定性指標(biāo)臨界值與4組邊坡穩(wěn)定性指標(biāo)實測數(shù)據(jù)一同代入AH P-TOPSIS評判模型,通過計算它們與理想解的貼進(jìn)度來劃分穩(wěn)定性等級分類區(qū)間,進(jìn)而與4組待評價邊坡貼進(jìn)度對比確定出邊坡穩(wěn)定性等級。研究結(jié)果表明,采用AH P-TOPSIS模型對邊坡穩(wěn)定性的評價結(jié)果與灰色關(guān)聯(lián)法和可拓評價法等結(jié)果基本相符,證明該模型的可行性,為邊坡穩(wěn)定性評價提供了一種新的分析方法。

        邊坡;穩(wěn)定性評價;改進(jìn)的AH P;AH P-TOPSIS模型

        0 引言

        在鐵路、公路、水利、建筑及礦山等工程項目中,巖土邊坡的穩(wěn)定性對工程選址、工程質(zhì)量、工程耐久性及工程安全性有直接和間接的影響[1],合理地評價邊坡穩(wěn)定性對工程項目具有重要意義。由于邊坡穩(wěn)定性影響因素的復(fù)雜性和不確定性,傳統(tǒng)的單指標(biāo)或少數(shù)指標(biāo)評價方法會遺漏重要信息,不能夠全面準(zhǔn)確地評價邊坡的穩(wěn)定[2,3]。為了適應(yīng)邊坡穩(wěn)定性影響因素的特征,大量文獻(xiàn)已提出了不確定性指標(biāo)的評價模型,如模糊數(shù)學(xué)方法[4,5]、灰關(guān)聯(lián)分析方法[6]、因子分析法[7]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[8,9]及可拓評價法[10,11]等。這些方法都有各自的側(cè)重點和優(yōu)勢,但也存在一定的缺陷。例如,傳統(tǒng)的模糊分析方法計算復(fù)雜,對指標(biāo)權(quán)重矢量的確定主觀性較大;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法雖克服了權(quán)重確定的主觀性,但應(yīng)用中需要大量的實際學(xué)習(xí)樣本,而樣本獲取較為困難;因子分析法把多個指標(biāo)中的大部分信息濃縮到少數(shù)幾個指標(biāo)中,使?jié)饪s后因子的意義不能完全確定,而且會有一些信息未被提取。

        為此,結(jié)合巖土邊坡穩(wěn)定性影響因素的特點,本文采用改進(jìn)的3標(biāo)度層次分析法(anal yt i c hi erarchy process,AH P)和逼近理想解排序法[12](TOPSIS)相結(jié)合應(yīng)用于穩(wěn)定性評價中??紤]到傳統(tǒng)的9標(biāo)度層次分析法中對判斷矩陣一致性檢驗的問題,采用3標(biāo)度層次分析法降低權(quán)重確定的主觀性,避免了一致性檢驗,減少計算量,提高了計算精度,并且把多目標(biāo)決策理論中的TOPSIS引入巖土邊坡穩(wěn)定性評價中,構(gòu)成AH P-TOPSIS綜合評價模型,為巖土邊坡穩(wěn)定性評價提供了一種新思路。

        1 改進(jìn)的AH P法及權(quán)重確定步驟

        1.1改進(jìn)的AHP法

        層次分析法(AH P)是將決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次,在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。該方法是美國運籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂于20世紀(jì)70年代初提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。改進(jìn)的3標(biāo)度AH P法是將同一層的指標(biāo)兩兩比較,改變傳統(tǒng)9標(biāo)度法中9種判斷原則,通過3種判斷原則確定其相對重要性,從而減小和避免多原則判斷主觀性造成的誤差[13]。

        1.2權(quán)重確定的步驟

        1.2.1構(gòu)造比較矩陣

        假定指標(biāo)集Z={z1,z2,…,zn},其中,zi為第i個評價指標(biāo)(i=1,2,…,n),n為評價指標(biāo)總數(shù)。用3標(biāo)度原則對評價指標(biāo)兩兩對比,構(gòu)造的比較矩陣為

        其中3標(biāo)度矩陣含義見表1。

        表1 3標(biāo)度矩陣含義

        1.2.2將比較矩陣A轉(zhuǎn)化為最優(yōu)傳遞矩陣

        最優(yōu)傳遞矩陣為

        1.2.3把最優(yōu)傳遞矩陣R轉(zhuǎn)化為一致判斷矩陣

        1.2.4評價指標(biāo)權(quán)重計算

        通過計算一致判斷矩陣D的最大特征值及對應(yīng)特征向量確定權(quán)重,即滿足式DW=λmaxW的特征向量作為評價指標(biāo)的權(quán)重,其中特征值向量采用方根法求解。

        權(quán)重向量W=[w1w2… wn]計算公式為

        2 AH P-TO PSI S評判模型的建立

        在多目標(biāo)決策分析中,逼近理想解排序法(TOPSIS)是一種常用的有效評價方法,又稱優(yōu)劣解距離法、理想解法、理想點法。TOPSIS法是通過有限個評價對象正負(fù)理想解的貼進(jìn)度進(jìn)行排序的方法[14,15]。

        2.1構(gòu)造初始判斷矩陣

        設(shè)評價對象集P={P1,P2,…,Pm},每個評價對象有n個評價指標(biāo)X={X1,X2,…,Xn},相應(yīng)的評價指標(biāo)Xij表示第m個評價單元的第n個評價指標(biāo)。其中,i=(1,2,…,m),j=(1,2,…,n),則構(gòu)造的初始判斷矩陣為

        2.2建立規(guī)范化決策矩陣

        考慮到評判對象中不同的評判指標(biāo)具有不同的量綱和單位,為了消除由此產(chǎn)生的指標(biāo)的不可公度性,對評判指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理(同趨勢化)[12,14,15],得到規(guī)范化決策矩陣B。其中,B=(bij)m×n的元素計算如下:

        收益性指標(biāo),越大越優(yōu),即

        2.3建立加權(quán)規(guī)范化決策矩陣

        加權(quán)規(guī)范化決策矩陣通過規(guī)范化決策矩陣B的每列與改進(jìn)的層次分析法所確定的權(quán)重wj相乘得到,即

        2.4評價對象貼近度分析

        2.4.1確定加權(quán)規(guī)范化決策矩陣C的正理想解C+和負(fù)理想解C

        C+={maxci1,maxci2,…,maxcin}={c1+,c2+,…,cn+}

        (其中,如果指標(biāo)沒有同趨勢化,收益性指標(biāo)取最大值,消耗性指標(biāo)取最小值)

        C-={minci1,minci2,…,mincin}={c1-,c2-,…,cn-}

        (其中,如果指標(biāo)沒有同趨勢化,收益性指標(biāo)取最小值,消耗性指標(biāo)取最大值)

        2.4.2計算各評價對象與理想解的距離

        評價對象到正理想解的距離

        2.4.3計算各評價對象與正理想解的貼進(jìn)度

        貼近度fi+反映了評判對象靠近正理想解、遠(yuǎn)離負(fù)理想解的程度,fi+越大,評判對象越靠近正理想解。當(dāng)評判對象為正理想解時,fi+=1;當(dāng)評判對象為負(fù)理想解時,fi+=0。但一般評判對象貼近度都在0~1,故只考慮評判對象靠近正理想解的貼近度,通過貼近度值降序排列,可以對評判對象進(jìn)行選擇評判。

        3 邊坡穩(wěn)定性評價實例應(yīng)用

        3.1邊坡穩(wěn)定性影響因素

        影響邊坡穩(wěn)定性的指標(biāo)很多,參考有關(guān)巖土邊坡穩(wěn)定性評價體系[10,11],考慮主要影響因素,經(jīng)綜合分析后確定以巖石質(zhì)量指標(biāo)(X1)、巖體完整性指標(biāo)(X2)、地應(yīng)力(X3)、黏聚力(X4)、內(nèi)摩擦角(X5)、坡高(X6)和日最大降水量(X7)7個指標(biāo)作為影響邊坡穩(wěn)定性的因素。它們基本反映了地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、地應(yīng)力分布等性質(zhì),且這些指標(biāo)比較容易獲得。

        3.2邊坡穩(wěn)定性等級分類標(biāo)準(zhǔn)

        按照邊坡穩(wěn)定性影響因素的單指標(biāo)分類區(qū)間將邊坡穩(wěn)定性程度劃分為5個等級,分別為穩(wěn)定Ⅰ級、較穩(wěn)定Ⅱ級、基本穩(wěn)定Ⅲ級、不穩(wěn)定Ⅳ級和極不穩(wěn)定Ⅴ級[6,10,11]。穩(wěn)定性等級評價準(zhǔn)則見表2。

        表2 邊坡穩(wěn)定性分類準(zhǔn)側(cè)

        3.3邊坡穩(wěn)定性評價指標(biāo)權(quán)重確定

        根據(jù)改進(jìn)層次分析法的基本原理,查閱大量文獻(xiàn)及工程資料,并與現(xiàn)場工作者、有關(guān)專家學(xué)者協(xié)商,構(gòu)造的比較矩陣為

        將比較矩陣A用式(1)轉(zhuǎn)化為最優(yōu)傳遞矩陣R,有

        由式(2)將矩陣R轉(zhuǎn)化為一致性判斷矩陣D,有

        由式(3)計算各評價指標(biāo)權(quán)重為

        w1=0.262 4,w2=0.536 1,w3=0.227 5,w4=0.402 9,w5=0.349 3,w6=0.308 2,w7=0.464 7

        分析可知,巖體完整性指標(biāo)對邊坡穩(wěn)定性影響最大,其次是日最大降水量、黏聚力、內(nèi)摩擦角、坡高及巖石質(zhì)量指標(biāo),影響最小的是地應(yīng)力。

        3.4AHP-TOPSISI模型及實例應(yīng)用

        將改進(jìn)的AH P-TOPSIS模型應(yīng)用于文獻(xiàn)[16]中公路邊坡(S1)和文獻(xiàn)[11]中礦區(qū)邊坡(S2,S3,S4)穩(wěn)定性評價。其中,S1、S2、S3、S4邊坡穩(wěn)定性指標(biāo)的實測數(shù)據(jù)見表3。

        根據(jù)表2中單指標(biāo)分類區(qū)間下限構(gòu)造的5個不同等級的臨界值邊坡Ⅰ0、Ⅱ0、Ⅲ0、Ⅳ0、Ⅴ0,與表3穩(wěn)定性待評價邊坡S1、S2、S3、S4的實測數(shù)據(jù)構(gòu)造AH P-TOPSISI模型的初始評判矩陣P,其中前5行為臨界值邊坡數(shù)據(jù),后4行為待預(yù)測邊坡的評價指標(biāo)數(shù)據(jù)。

        表3 穩(wěn)定性指標(biāo)實測數(shù)據(jù)

        對初始判斷指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理,由表2可知指標(biāo)X1、X2、X4、X5為收益性指標(biāo),越大越好,由式(4)處理;指標(biāo)X3、X6、X7為消耗性指標(biāo),越小越好,由式(5)處理;得到規(guī)范化決策矩陣B。

        由式(6),計算得到加權(quán)規(guī)范化決策矩陣C。

        由加權(quán)規(guī)范化矩陣C可得正理想解與負(fù)理想解

        由式(7)~式(9)可得到臨界值邊坡穩(wěn)定性及待評價邊坡穩(wěn)定性距正理想解的距離Di+,距負(fù)理想解的距離Di-,以及與正理想解的貼近度fi+,結(jié)果見表4。

        表4 邊坡穩(wěn)定性評價結(jié)果

        由表4可知,巖土邊坡穩(wěn)定性的貼近度分類區(qū)間為:

        將邊坡S1、S2、S3、S4穩(wěn)定性貼進(jìn)度與上述分類區(qū)間對比可知,S1為極不穩(wěn)定Ⅴ級,S2為基本穩(wěn)定Ⅲ級,S3為較穩(wěn)定Ⅱ級,S4為較穩(wěn)定Ⅱ級。其中S3用灰色關(guān)聯(lián)法[6]和可拓評價法[11]評價結(jié)果為穩(wěn)定性Ⅰ級,本文判別為較穩(wěn)定Ⅱ級,但結(jié)果偏于安全,且該評價方法計算簡單,同時能夠?qū)吰路€(wěn)定性程度進(jìn)行排序。因此,改進(jìn)的AH P-TOPSIS評價法用于巖土邊坡穩(wěn)定性評價是可行的。

        4 結(jié)語

        (1)采用改進(jìn)的AH P法計算邊坡穩(wěn)定性各評價指標(biāo)的權(quán)重,降低權(quán)重確定的主觀性,避免了傳統(tǒng)9標(biāo)度層次分析法的一致性檢驗,減少計算量,提高了計算精度,從而提高評價的準(zhǔn)確性。

        (2)將改進(jìn)的AH P法與多目標(biāo)決策理論中的TOPSIS法結(jié)合用運到巖土邊坡穩(wěn)定性評價中,AH P法能夠在一定程度上有效地克服TOPSIS法由于因素過多而難以分配權(quán)重的弊端,同樣也避免了主觀因素引起的決策失誤,能做出更科學(xué)、全面、準(zhǔn)確的判斷。通過實例證明了改進(jìn)模型對邊坡穩(wěn)定性評價的可行性與合理性,且該模型也可應(yīng)用于其他多指標(biāo)評價決策系統(tǒng)中。

        [1]孫書偉,朱本珍,馬惠民.一種基于模糊理論的區(qū)域性高邊坡穩(wěn)定性評價方法[J].鐵道學(xué)報,2010,32(3):77-83.

        [2]蔡美峰,何滿潮,劉東燕.巖石力學(xué)與工程[M].北京:科學(xué)出版社,2002:10-25.

        [3]張菊連,沈明榮.高速公路邊坡穩(wěn)定性評價新方法[J].巖土力學(xué),2011,32(12):3623-3629.

        [4]李云,劉霽.基于模糊集理論與 CSM R的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,43(5):1940-1946.

        [5]張士倫,張孟喜,吉隨旺,等.基于模糊分析的松散體邊坡穩(wěn)定性評價[J].上海交通大學(xué)學(xué)報,2015,49(7):1035-1039.

        [6]丁麗宏.基于改進(jìn)的灰關(guān)聯(lián)分析和層次分析法的邊坡穩(wěn)定性研究[J].巖土力學(xué),2011,32(11):3437-3441.

        [7]趙建軍,賀宇航,黃潤秋,等.基于因子分析法的邊坡穩(wěn)定性評價指標(biāo)權(quán)重[J].西南交通大學(xué)學(xué)報,2015,50(2):325-330.

        [8]馮夏庭,王泳嘉,盧世宗.邊坡穩(wěn)定性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計[J].工程地質(zhì)學(xué)報,1995,3(4):54-61.

        [9]黃志全,崔江利,劉漢東.邊坡穩(wěn)定性預(yù)測的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2005,23(22):3808-3812.

        [10]王新民,康虔,秦健春,等.層次分析法-可拓學(xué)模型在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性安全評價中的應(yīng)用[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,44(6):2456-2462.

        [11]王潤生,李存國,郭立穩(wěn).基于可拓理論的高陡邊坡穩(wěn)定性評價[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2008,35(6):25-28.

        [12]徐玖平,吳巍.多屬性決策的理論與方法[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006:28-30.

        [13]吳仲雄,高清平.改進(jìn)AH P法在采礦方法多目標(biāo)決策中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程,2005,3(5):18-20.

        [14]胡建華,尚俊,龍雷濤.基于RS-TOPSIS法的地下工程巖體質(zhì)量評價 [J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,43(11):4412-4419.

        [15]龔劍,胡乃聯(lián),崔翔,等.基于AH P-TOPSIS評判模型的巖爆傾向性預(yù)測[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2014,33(7):1442-1448.

        [16]李克鋼,侯克鵬,李旺.指標(biāo)動態(tài)權(quán)重對邊坡穩(wěn)定性的影響研究[J].巖土力學(xué),2009,30(2):492-496.

        TU457

        A

        1009-7716(2016)09-0211-05

        2016-05-11

        姜廷文(1988-),男,甘肅武威人,碩士(在讀),土木工程建造與管理專業(yè)。

        猜你喜歡
        評判分析法巖土
        交流與評判
        異步機(jī)傳統(tǒng)分析法之困難及其克服
        基于學(xué)習(xí)的魯棒自適應(yīng)評判控制研究進(jìn)展
        基于時間重疊分析法的同車倒卡逃費探析
        層次分析法在SWOT分析法中的應(yīng)用
        詩歌評判與詩歌創(chuàng)作
        AHP和SWOT分析法在規(guī)劃編制中的應(yīng)用
        《巖土力學(xué)》2014年第9 期被EI 收錄論文(40 篇,收錄率100 %)
        《巖土力學(xué)》2014年第7 期被EI 收錄論文(40 篇,收錄率100 %)
        《巖土力學(xué)》2014年第5 期被EI 收錄論文(41 篇,收錄率100%)
        视频一区视频二区制服丝袜| 日本一区二区三区在线| 国产麻豆国精精品久久毛片| 后入丝袜美腿在线观看| 日射精情感性色视频| 人人看人人做人人爱精品| 午夜视频免费观看一区二区| 李白姓白白又白类似的套路| 色诱视频在线观看| 亚洲性无码av在线| 成人国产在线播放自拍| 黄色一区二区三区大全观看| 好吊妞无缓冲视频观看 | 国产99视频精品免费视频免里| 亚洲av色香蕉一区二区蜜桃| 狠色人妻丝袜中文字幕| 亚洲av无码成人网站在线观看| 欧美末成年videos在线观看| 久久精品国产亚洲精品色婷婷| 亚洲写真成人午夜亚洲美女| 天天爽天天爽夜夜爽毛片| 免费视频一区二区| 国产伦精品一区二区三区在线| 西川结衣中文字幕在线| 黄色a级国产免费大片| 精品福利一区| 国产免费网站在线观看不卡| 国产精品无码久久综合| 亚洲av成人一区二区三区av| 青青草视频原手机在线观看| 精品国产精品久久一区免费式| 日本无码人妻波多野结衣| 国产清品夜色一区二区三区不卡 | 国产精品视频流白浆免费视频| 97激情在线视频五月天视频| 国产日产精品_国产精品毛片| 亚洲av无码专区在线电影| 国产男女乱婬真视频免费| 有坂深雪中文字幕亚洲中文| 亚洲中文字幕国产综合| 日韩欧美亚洲中字幕在线播放|