郭曉魁

（山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030006）

0 引言

20世紀(jì)中后期，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入前所未有的快車道。同時(shí)，高速公路的建設(shè)也得到了蓬勃發(fā)展，全國(guó)高速公路總里程也居于世界前列[1]。預(yù)計(jì)十三五時(shí)期，我國(guó)西部地區(qū)路網(wǎng)覆蓋將更加全面、各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將更加完善，運(yùn)輸服務(wù)水平將得到顯著提升[2]。由于受到地形地貌影響，山區(qū)高速建設(shè)過(guò)程中會(huì)有大量的高填方路堤施工，同時(shí)由于各方面復(fù)雜因素的交叉作用，路堤變形過(guò)大和失穩(wěn)破壞的工程風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題較多。因此，對(duì)于多山地區(qū)的此類路堤安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型具有相當(dāng)大的研究?jī)r(jià)值，并以此來(lái)指導(dǎo)山區(qū)高速公路等地高填方路堤的實(shí)際工程，對(duì)路堤的風(fēng)險(xiǎn)防范與管理實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化可預(yù)測(cè)化管理，具有非常重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

“風(fēng)險(xiǎn)分析”是在第一次世界大戰(zhàn)后，由于戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)于城市的破壞嚴(yán)重，在以德國(guó)為代表城市重建工作中應(yīng)運(yùn)而生的，1931年美國(guó)首次提出“風(fēng)險(xiǎn)管理”理念，風(fēng)險(xiǎn)管理和保險(xiǎn)問(wèn)題便由此被大家所漸漸熟知。在20世紀(jì)中葉西方各國(guó)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)分析研究開展了大量研究，在工程中主要集中在邊坡的穩(wěn)定性評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，直到2000年，A.Uromeihy and M.R.Mahdavifar[3]通過(guò)建立考慮多種影響因素的模糊集理論模型，計(jì)算潛在風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值。我國(guó)從20世紀(jì)80年代通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)工程和水利水電工程的風(fēng)險(xiǎn)決策，開啟了我國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)分析研究。吳世偉[4]、劉玉恒[5]、汪敏[6]、陳祖煜[7]等人先后對(duì)于邊坡的穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，并各自提出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法。但通過(guò)國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀可以看出，不同學(xué)者的研究角度、研究重點(diǎn)不同，因此，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析研究當(dāng)前還不是很成熟，分析理論還不是很健全。特別是對(duì)于高填方路堤方面的的研究還很欠缺，相關(guān)理論方面的研究也比較欠缺，實(shí)踐應(yīng)用沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹以突變理論為基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)模型，分別通過(guò)理論推導(dǎo)和在實(shí)際工程的應(yīng)用來(lái)說(shuō)明上述方法的合理性。

1 理論分析

當(dāng)前對(duì)于高填方路堤的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)控制還不是很完善，尤其對(duì)于一些不確定性因素引起的風(fēng)險(xiǎn)仍然采用不同施工技術(shù)來(lái)控制，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)分析的理論研究還很匱乏。在實(shí)際工程中，路堤失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)在施工進(jìn)行中時(shí)有發(fā)生，輕則財(cái)產(chǎn)損失，重則人員傷亡。然而，高填方路堤的失穩(wěn)破壞的表現(xiàn)形式大多數(shù)為一種非線性動(dòng)力學(xué)的機(jī)制。因此，對(duì)于此類問(wèn)題可用突變理論給予分析。突變理論主要運(yùn)用拓?fù)鋵W(xué)和奇點(diǎn)理論對(duì)于不連續(xù)現(xiàn)象進(jìn)行研究。本章利用此理論在非單一目標(biāo)決策上的優(yōu)越性這一特征，將其與綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合，以路堤施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)資料為依托建立了多層次評(píng)價(jià)體系，對(duì)承赤高速公路高填方路堤現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的安全進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過(guò)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，可以分析路堤安全穩(wěn)定狀態(tài)及變化趨勢(shì)。

突變數(shù)學(xué)由法國(guó)科學(xué)家雷內(nèi)·托姆（Rene Thom）于70年代創(chuàng)建，作為一門研究突變的新的數(shù)學(xué)形式，其建立在微積分、奇點(diǎn)理論、拓?fù)鋭?dòng)力學(xué)等數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)于不連續(xù)變化、突變現(xiàn)象等問(wèn)題進(jìn)行專門研究[8]。主要方法是以一個(gè)系統(tǒng)的勢(shì)函數(shù)為基礎(chǔ)，將其邊界點(diǎn)進(jìn)行歸類，以便于探索不同類型邊界點(diǎn)臨近位置的間斷性變化特點(diǎn)，因而總結(jié)出幾個(gè)不同形式的初等突變模型。其特點(diǎn)是首先通過(guò)多層次矛盾拆分的方法將所分析系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分解，再通過(guò)歸一公式對(duì)上述分解后的各指標(biāo)進(jìn)行整合并將其量化運(yùn)算，最終得出一個(gè)參數(shù)，即為總的隸屬函數(shù)，來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[9]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在考慮各因子之間相對(duì)重要度時(shí)沒(méi)有采用權(quán)重的分配方法，從而使評(píng)價(jià)分析減少了人為主觀性而又不缺乏科學(xué)性，因此更符合實(shí)際。

雷內(nèi)·托姆最初歸納了7個(gè)突變模型，后來(lái)又引申為11個(gè)，表1為最初的7個(gè)突變模型及勢(shì)函數(shù)。

表1 突變模型及其勢(shì)函數(shù)

下面簡(jiǎn)單介紹突變級(jí)數(shù)法的實(shí)施方案[9]。

1.1 評(píng)價(jià)體系建立

對(duì)評(píng)判系統(tǒng)或總指標(biāo)按照某一原則進(jìn)行分解，得到由若干個(gè)評(píng)價(jià)因子組成的多層次評(píng)價(jià)體系，按照重要程度的先后順序?qū)⑺脑u(píng)價(jià)因子排成樹狀結(jié)構(gòu)。具體做法是通過(guò)逐層分解的方法將評(píng)價(jià)目標(biāo)分解到可量化指標(biāo)即可以停止。這是因?yàn)橐话闵蠈又笜?biāo)不很明確，較難定量地進(jìn)行分析，因此需將這些上層指標(biāo)進(jìn)行分解得到能夠定量分析的具體指標(biāo)。同時(shí)需注意對(duì)單個(gè)上層因子分解后得到的下層因子的個(gè)數(shù)不要超過(guò)4個(gè)，這是因?yàn)橥蛔兡Ｐ椭械目刂谱兞孔疃酁?個(gè)，這樣才能用到匹配的突變模型。

1.2 突變模型

在確定了評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)后，根據(jù)每一層評(píng)價(jià)因子的個(gè)數(shù)確定與之匹配的突變模型，如表1中所示。通常我們用到的突變系統(tǒng)類型主要為3種。這3種模型的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，相對(duì)應(yīng)的模型函數(shù)表示為式（1）～式（3）。

尖點(diǎn)突變模型：

燕尾突變模型：

蝴蝶突變模型：

式中：V(x)為某一系統(tǒng)的勢(shì)函數(shù)；x 為狀態(tài)變量；a、b、c、d為狀態(tài)變量系數(shù)，表示該狀態(tài)變量的控制變量。有兩個(gè)相互矛盾的主體存在于模型勢(shì)函數(shù)中，其分別為狀態(tài)變量和控制變量，并且相互作用影響又存在于各控制變量之間。

圖1 3種突變模型示意圖

1.3 歸一公式確定

對(duì)應(yīng)的歸一公式可通過(guò)對(duì)模型的分歧集方程進(jìn)行演算求得。V(x)設(shè)為系統(tǒng)勢(shì)函數(shù)，由突變理論可得出一平衡曲面可由其全部邊界點(diǎn)組成，通過(guò)對(duì)上述函數(shù)求一階導(dǎo)數(shù)后可得到曲面方程，即V′(x)=0；通過(guò)求二階導(dǎo)數(shù)即可以等到相應(yīng)的奇點(diǎn)集合，即V″(x)=0；而后通過(guò)聯(lián)立求解上述兩個(gè)方程后，即可得出突變系統(tǒng)的分歧點(diǎn)集方程。該方程說(shuō)明系統(tǒng)的各控制變量在滿足上述條件時(shí)就會(huì)發(fā)生突變。最后模型的歸一公式經(jīng)過(guò)計(jì)算得到式（4）～式（6）。

尖點(diǎn)突變模型歸一公式為：

燕尾突變模型歸一公式為：

蝴蝶突變模型歸一公式為：

式中：xa、xb、xc、xd分別為各式對(duì)應(yīng)于 a、b、c、d時(shí)x的值。

1.4 綜合評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)于歸一公式的使用條件

根據(jù)評(píng)價(jià)體系中每一層評(píng)價(jià)因子的個(gè)數(shù)確定相匹配的初等突變模型，并從最底層的評(píng)價(jià)因子開始利用歸一公式進(jìn)行評(píng)判。在評(píng)判中應(yīng)遵循3種評(píng)價(jià)原則：互補(bǔ)原則、非互補(bǔ)原則、過(guò)閥值后互補(bǔ)原則。

利用歸一公式對(duì)上層評(píng)價(jià)因子分解后的各個(gè)下層評(píng)價(jià)因子計(jì)算，得到相應(yīng)的值，并根據(jù)因子之間的關(guān)系及對(duì)上層因子的影響分別采用上述3種原則之一。當(dāng)某一級(jí)下層的各個(gè)因子之間無(wú)條件相互補(bǔ)充不足，使x值平均值較高，這時(shí)即滿足了互補(bǔ)原則，突變級(jí)數(shù)可直接取評(píng)價(jià)因子歸一后的“平均值”；當(dāng)這些因子不能相互之間補(bǔ)充對(duì)方的不足，即符合了非互補(bǔ)原則，因而評(píng)價(jià)因子歸一后按照大中取小的方案獲得它的“最小值”，在此條件下對(duì)于分歧方程予以滿足，最終發(fā)生質(zhì)的改變；各指數(shù)及其x值在符合特定的閥值條件時(shí)才能相互補(bǔ)充，此時(shí)即符合了過(guò)閥值后的互補(bǔ)原則。

2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方案

承赤高速主線是蒙冀界至承德，修成后計(jì)劃通車?yán)锍?11.362 km。工程修建通車后，對(duì)于完善河北省高速公路網(wǎng)主骨架乃至于全國(guó)高速公路網(wǎng)都有非常重要的意義。通過(guò)對(duì)承赤高速公路現(xiàn)場(chǎng)的多次踏勘，將此次監(jiān)測(cè)的場(chǎng)地選擇在承赤高速第七標(biāo)段和第九標(biāo)段的高填方路段，其中第七標(biāo)段路堤平均高度為18.0 m，第九標(biāo)段的兩個(gè)路堤分別為12.65 m和14.7 m。根據(jù)研究目的，確定本次監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有：道路路基基本沉降量的監(jiān)測(cè)、土體承受載荷應(yīng)力狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、施工土體側(cè)向位移的監(jiān)測(cè)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的實(shí)際情況，為滿足高度要求，同時(shí)便于觀測(cè)，將承赤高速第七合同段高填方監(jiān)測(cè)段選定在020涵洞附近區(qū)域。分別對(duì)于上述的三方面主要檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于沉降、側(cè)向位移以及承載力分別設(shè)置了3個(gè)、2個(gè)和12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。其示意圖如圖2所示。

圖2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)置平面布置示意圖

由于施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為其穩(wěn)定性控制的主要依據(jù)，因此采用燕尾突變模型對(duì)首層指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，主控參量為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（B），邊坡形態(tài)（C），其次，填料性質(zhì)（D）的影響放在最后，因?yàn)樵撛u(píng)價(jià)體系是以施工期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化為主要研究對(duì)象，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為主要依據(jù)，因此填料的性質(zhì)變化影響最小。其中側(cè)向變形（B1）、豎向位移（B2）、土壓力（B3）等作為下層指標(biāo)。側(cè)向變形和豎向位移是路堤穩(wěn)定最直觀的因子，路堤邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)與側(cè)向變形的速率息息相關(guān)，而路堤整體的穩(wěn)定性與路堤的沉降（豎向位移）密不可分。土的壓力變化也可以反映施工填筑速率的大小及地基土的受力狀態(tài)。路堤穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)上述3項(xiàng)指標(biāo)隨機(jī)會(huì)出現(xiàn)異常。對(duì)于高填方路堤的邊坡穩(wěn)定是以側(cè)向變形為主，豎向位移次之，土壓力是為了了解地基的情況故影響程度最小，這3項(xiàng)因子采用燕尾突變模型。對(duì)于高填方路堤的邊坡是在設(shè)計(jì)階段確定的邊坡坡度和路堤高度，且坡度一般按照相關(guān)規(guī)范選取，因?yàn)楦叨仁请S填筑過(guò)程而增加的，坡度變化較小，因此邊坡形態(tài)對(duì)路堤的安全影響坡高（C1）大于坡角（C2），這兩項(xiàng)因子采用尖點(diǎn)突變模型。路堤填土的特性對(duì)路堤影響主要是以黏聚力（D1）、內(nèi)摩擦角（D2）來(lái)體現(xiàn)的，通過(guò)已有的多數(shù)研究顯示，黏聚力是影響路堤土穩(wěn)定性的主要因素，其次為內(nèi)摩擦角，所以這兩項(xiàng)因子運(yùn)用尖點(diǎn)突變模型。

3 實(shí)例計(jì)算與分析

限于篇幅原因，本文重點(diǎn)對(duì)承赤高速第七合同段的高填方路堤施工期的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。同時(shí)由于檢測(cè)數(shù)據(jù)量較大，且為了適應(yīng)本文的計(jì)算方法，選擇沉降檢測(cè)斷面2范圍的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為主要分析對(duì)象。因?yàn)樵撀返虜嗝婊緸閷?duì)稱結(jié)構(gòu)，故選擇一半的數(shù)據(jù)作為參考量。本文是以施工期的路堤安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為研究對(duì)象，隨著施工的進(jìn)度進(jìn)行連續(xù)的評(píng)價(jià)分析，因此需要按照填筑的時(shí)間序列進(jìn)行分析。為滿足各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在時(shí)間上的一致，選取合適的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行分析。通過(guò)分析監(jiān)測(cè)資料，可以分析路堤的變形情況，推斷變化趨勢(shì)及不利的結(jié)構(gòu)面位置，從而反饋到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中[10]。故選取的時(shí)間段序列為 Ⅰ ：2012-07-19—2012-07-23； Ⅱ ：2012-07-23—2012-07-28；Ⅲ：2012-07-28—2012-08-02。

3.1 評(píng)價(jià)因子初始值選取

3.1.1 測(cè)斜管數(shù)據(jù)分析

為了便于直觀地分析測(cè)斜管上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，對(duì)各測(cè)點(diǎn)的水平位移時(shí)間變化的分析選取奇數(shù)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值，并繪制隨時(shí)間推移水平位移變化曲線如圖3，其中監(jiān)測(cè)日期以橫坐標(biāo)表示。其中測(cè)斜管水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化曲線如圖4。

圖3 各測(cè)點(diǎn)水平位移變化

從圖3、圖4中不難看出伴隨測(cè)斜管深度和填筑高度的不斷增加，累計(jì)水平位移也呈增大趨勢(shì)，因?yàn)闇y(cè)斜管的安置位置是在路堤邊坡上，因此可以反映出路堤底部的側(cè)移要大于上部區(qū)域。各測(cè)點(diǎn)的位移增長(zhǎng)率基本為線性增長(zhǎng)，在填筑期的位移增長(zhǎng)率沒(méi)有減小的趨勢(shì)。

圖4 累計(jì)水平位移變化

為了便于分析變形速率的變化，將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí)間段的數(shù)值變化速率進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)變形速率較大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要集中在路堤底部區(qū)域，還有零散地分布于中部的測(cè)點(diǎn)。為了方便對(duì)比，均取底部2 m區(qū)域的最大的3個(gè)變形速率的平均值作為評(píng)價(jià)因子的初始值。因此計(jì)算出結(jié)構(gòu)變形速率分別為：Ⅰ期間vⅠ=1.56 mm/d，Ⅱ期間 vⅡ=2.19 mm/d，Ⅲ期間 vⅢ=3.21 mm/d。

3.1.2 沉降管數(shù)據(jù)分析

根據(jù)求得的測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)3在Ⅰ期間的變形速率分別為 1.99 mm/d、2.65 mm/d、3.35 mm/d；Ⅱ期間的變形速率為 1.15 mm/d、2.65 mm/d、3.23 mm/d；Ⅲ期間的變形速率為 1.33 mm/d、1.51 mm/d、1.99 mm/d。從中可以看出路堤斷面對(duì)稱軸附近的沉降速率為最大，選取測(cè)點(diǎn)3的變形速率作為豎向變形因子的初始值進(jìn)行評(píng)價(jià)，即變形速率分別為 vⅠ=3.35 mm/d，vⅡ=3.23 mm/d，vⅢ=1.99 mm/d。

3.1.3 土壓力數(shù)據(jù)分析

根據(jù)求得在Ⅰ期間1、2兩測(cè)點(diǎn)的土壓力變化速率分別為9.135 kPa/d、9.937 kPa/d；Ⅱ期間的土壓力變化速率為11.775 kPa/d、14.218 kPa/d；Ⅲ期間的土壓力變化速率為2.305 kPa/d、6.927 kPa/d。從中可以看出測(cè)點(diǎn)2的變化率較大，選取測(cè)點(diǎn)2的變化速率為土壓力因子的初始值進(jìn)行評(píng)價(jià)，即 vⅠ=9.937 kPa/d，vⅡ=14.218 kPa/d，vⅢ=6.927 kPa/d。

3.1.4 其他參數(shù)分析

通過(guò)對(duì)工程資料的分析和整理：確定邊坡形態(tài)中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段末的坡高分別為13.5 m、16 m、18 m，坡角為30°；填料性質(zhì)中的內(nèi)摩擦角約為40°、黏聚力約為29 kPa。

3.2 突變級(jí)數(shù)值計(jì)算

由上文確定了各評(píng)價(jià)因子的初始值，下面以第Ⅰ階段的路堤突變級(jí)數(shù)值計(jì)算做詳細(xì)演示。側(cè)向變形速率初始值vⅠ=1.56 mm/d，豎向位移速率初始值vⅠ=3.35 mm/d，土壓力變化速率 vⅠ=9.937 kPa/d，坡高 HI=13.5 m，坡角 ψf=30°，黏聚力 c=29 kPa，內(nèi)摩擦角φ=40°。

3.2.1 無(wú)量綱化計(jì)算

對(duì)于側(cè)向變形速率、豎向位移速率、土壓力變化速率進(jìn)行無(wú)量綱化計(jì)算。通過(guò)綜合分析并確定：側(cè)向變形的區(qū)間界限值為x1=1.5 mm/d，x2=4 mm/d，x3=6 mm/d；豎向位移的區(qū)間界限值為x1=3 mm/d，x2=5 mm/d，x3=10 mm/d；土壓力的區(qū)間界限值為x1=5 kPa/d，x2=15 kPa/d，x3=25 kPa/d。

側(cè)向變形：

豎向位移：

土壓力：

將坡高設(shè)為 HI、坡角設(shè)為 ψf、黏聚力設(shè)為 c、內(nèi)摩擦角設(shè)為φ，分別對(duì)上述各量進(jìn)行無(wú)量綱化計(jì)算。并綜合分析確定：坡高界限值為x0=0 m，x1=5 m，x2=20 m，x3=40 m；坡角的界限值為 x0=0°，x1=30°，x2=35°，x3=45°；黏聚力的區(qū)間界限值為x0=40 kPa，x1=20 kPa，x2=10 kPa，x3=0 kPa；內(nèi)摩擦角的界限值為 x0=50°，x1=30°，x2=20°，x3=10°。

坡高：

坡角：

黏聚力：

內(nèi)摩擦角：

3.2.2 歸一化計(jì)算

由前面分析可知側(cè)向變形（B1）、豎向位移（B2）、土壓力（B3）形成燕尾突變模型，坡高（D1）和坡角（D2）形成尖點(diǎn)突變模型，黏聚力（C1）、內(nèi)摩擦角（C2）形成尖點(diǎn)突變模型，進(jìn)行歸一化計(jì)算。

對(duì) 于 B1、B2、B3有 ：B1=0.7441/2=0.8625，B2=0.70631/3=0.891，B3=0.62661/4=0.8897，依據(jù)“非互補(bǔ)”原則，大中取小，即B=0.8625。

對(duì) 于 C1、C2有 ：C1=0.60831/2=0.780，C2=0.751/3=0.9086，依據(jù)“非互補(bǔ)”原則，大中取小，即 C=0.780。

對(duì) 于 D1、D2有 ：D1=0.88751/2=0.9421，D2=0.62501/3=0.7906，依據(jù)“非互補(bǔ)”原則，大中取小，即D=0.7906。。

對(duì)于構(gòu)成燕尾突變模型B、C、D采用燕尾突變的歸一公式：B=0.86251/2=0.9187，C=0.781/3=0.9205，D=0.79061/4=0.9430。依據(jù)之前提出的非互補(bǔ)時(shí)大中取小的原則，AI=0.9205，即路堤第Ⅰ階段的總突變函數(shù)值為0.9205。

同上可求路堤第Ⅱ階段的總突變函數(shù)的函數(shù)值為0.9083，第Ⅲ階段的總突變函數(shù)的函數(shù)值為0.8718。

3.3 結(jié)果評(píng)價(jià)

從這3個(gè)階段突變值的大小可以看出，施工期路堤的突變值逐漸變小，這說(shuō)明路堤的安全穩(wěn)定性在路堤施工的中后期要小于前期施工時(shí)。但是各階段的突變值均較大，且現(xiàn)場(chǎng)路堤施工期安全良好，沒(méi)有產(chǎn)生滑坡或大裂縫。根據(jù)本文的計(jì)算方法和界限值的選取，將突變級(jí)數(shù)值與路堤安全狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)劃分，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2，可依據(jù)該準(zhǔn)則對(duì)高填方路堤存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)其他斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，突變級(jí)數(shù)值在0.86～0.93之間，說(shuō)明本次監(jiān)測(cè)的路堤工程在施工過(guò)程中安全性良好，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

表2 高填方路堤施工期安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表

4 結(jié)論

a）將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)突變級(jí)數(shù)理論進(jìn)行理論分析與論證，得出了在施工期的高填方路堤安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。確定了側(cè)向變形、豎向位移、土壓力、坡高、坡角、黏聚力、內(nèi)摩擦角等因素為模型的主要評(píng)價(jià)因子。

b）以突變級(jí)數(shù)為理論基礎(chǔ)，確定了高填方路堤在施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：Ⅰ安全，Ⅱ一般安全，Ⅲ不安全。計(jì)算得到了監(jiān)測(cè)路堤在施工期不同階段的突變級(jí)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路堤施工期各階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)路堤施工期變形與穩(wěn)定性的有限元分析，表明本文監(jiān)測(cè)方案及突變級(jí)數(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)在高填方路堤施工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的合理性。