葉揚(yáng) 陸雯

（江蘇省徐州市銅山區(qū)城區(qū)水利工程管理所 徐州 221116 江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 揚(yáng)州 225127）

1 引言

在我國(guó)的廣西、云南、河南、湖北、四川、陜西、河北、安徽、江蘇等地廣泛分布著膨脹土，這些膨脹土一般均具有顯著的脹縮性，常常給工程建設(shè)帶來(lái)意想不到的困難和災(zāi)害。所以對(duì)膨脹土的判別與分類一直是工程界亟待解決的問(wèn)題。根據(jù)文獻(xiàn)資料，對(duì)膨脹土的脹縮性分類有著眾多方法，如：風(fēng)干含水率分類法、遺傳支持向量機(jī)方法、塑性圖分類法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)判法、模糊評(píng)判法、可拓法等。

本文在構(gòu)建膨脹土評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，提出膨脹土脹縮性評(píng)價(jià)的可變模糊集對(duì)分析評(píng)價(jià)模型，并以實(shí)例加以驗(yàn)證，所得評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際情況。能對(duì)同一風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的樣本的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)進(jìn)行細(xì)致分析，能夠定量的實(shí)現(xiàn)對(duì)膨脹土膨脹性的綜合分析評(píng)價(jià)。

2 集對(duì)分析—可變模糊改進(jìn)方法

為了對(duì)膨脹土的脹縮性等級(jí)進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，根據(jù)集對(duì)分析理論，可將集合A和B構(gòu)成的集對(duì)集對(duì)記為H（A，B），于是膨脹土的脹縮性評(píng)價(jià)問(wèn)題的集對(duì)H（A，B）中集合A由待評(píng)價(jià)樣本的評(píng)價(jià)指標(biāo)（液限、脹縮總率、塑性指標(biāo)、天然含水率、自由膨脹率）實(shí)測(cè)值構(gòu)成，集合B由膨脹土脹縮性評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值構(gòu)成。

膨脹土脹縮性的同異反評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)定義為：當(dāng)樣本評(píng)價(jià)指標(biāo)處于所討論等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)為同一；處于相鄰標(biāo)準(zhǔn)集中則為差異；處于相隔級(jí)別則為對(duì)立。

膨脹土脹縮性評(píng)價(jià)的步驟為：

表1 膨脹土脹縮性等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間表

表2 15個(gè)樣本指標(biāo)特征值表

表3 評(píng)價(jià)結(jié)果表

（1）確定膨脹土脹縮性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系以及指標(biāo)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)集合。

（2）計(jì)算第p（p=1，2，…，n）個(gè)樣本的第l（l=1，2，…，m）個(gè)指標(biāo)的第h（h=1，2，…，C）等級(jí)的集對(duì)模糊聯(lián)系度：

式中：xpl為第 p 個(gè)樣本的第 l個(gè)指標(biāo)數(shù)值；Ml，h為第 l個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的第h等級(jí)的界限值。

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重W=（wl），計(jì)算第p個(gè)樣本的第h等級(jí)的相對(duì)差異度：

（3）依據(jù)相對(duì)差異度μph，計(jì)算第p個(gè)樣本的第h等級(jí)的相對(duì)隸屬度：

（4）計(jì)算樣本的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)特征值：

（5）依據(jù) h'，對(duì)任意 h'，與其最靠近的整數(shù)值就為其等級(jí)，h'與其最靠近整數(shù)的差值就為偏差值，其絕對(duì)值越小越接近該等級(jí)。

3 實(shí)例分析

本文采用文獻(xiàn)研究的實(shí)例，對(duì)膨脹土類別評(píng)判過(guò)程中選用了易于測(cè)定的液限WL（C1）、脹縮總率epa（C2）、塑性指數(shù)Ip（C3）、天然含水率ω（C4）、自由膨脹率FS（C5）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，將膨脹土脹縮等級(jí)分為四級(jí)，即極高I、高Ⅱ、中Ⅲ、低Ⅳ。膨脹土脹縮性等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間見(jiàn)表1。

本文先通過(guò)集對(duì)分析—可變模糊模型對(duì)文獻(xiàn)提供數(shù)據(jù)在權(quán)重W=（0.23，0.22，0.20，0.19，0.16） 的情況下按照步驟，根據(jù)公式（1）～（3），得到各樣本對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的相對(duì)隸屬度（表3）。

可見(jiàn)本文方法與文獻(xiàn)[2]評(píng)價(jià)結(jié)果是基本吻合的。

4 結(jié)論

由表3可知，此方法所得結(jié)果與文獻(xiàn)[2]結(jié)果一致，且此方法不僅可以比現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法只給出一個(gè)確定的實(shí)數(shù)值評(píng)價(jià)結(jié)果提供了評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性方面的更多信息，而且給出了評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際等級(jí)的偏差大小，可以判斷歸屬于同一等級(jí)的膨脹土的脹縮性相對(duì)排序。評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際情況，能反映受多種不確定性因素綜合影響的膨脹土脹縮性等級(jí)評(píng)價(jià)分析的客觀實(shí)際情況■