層次分析法在邊坡治理方案優(yōu)選中的應(yīng)用

1、層次分析法在邊坡治理方案優(yōu)選中的應(yīng)用摘要：本文在邊坡治理方案的比選過程中建立層次結(jié)構(gòu)模型，從安全、技術(shù)、 環(huán)境、經(jīng)濟、其它等五個方面對大理某中學(xué)邊坡治理方案進行分析和評價，從而 選擇最優(yōu)方案。該方法有助于邊坡治理方案的優(yōu)選，也可對其它工程項目的方案 優(yōu)選提供借鑒參考。關(guān)鍵詞：邊坡治理；層次分析法；優(yōu)化設(shè)計1引言邊坡穩(wěn)定性問題關(guān)系著當?shù)孛裆?，影響社會的?jīng)濟發(fā)展。近百年來，有無數(shù) 學(xué)者致力于邊坡穩(wěn)定性研究，從最初只能定性評價發(fā)展到現(xiàn)今可應(yīng)用多種技術(shù)進 行綜合評價。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，治理邊坡的手段也不斷完善，現(xiàn)階段主 要有預(yù)應(yīng)力錨索框格梁、預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁、截排水、植被護坡等措施。目前， 不少

2、學(xué)者致力于研究邊坡治理方案的優(yōu)化設(shè)計，謝全敏等運用多層次、多目標的 方法分析危巖滑坡治理的優(yōu)化決策1，楊海紅等建立AHP模型為黃土邊坡治理方 案的優(yōu)選提供重要保證2，王思長等運用層次分析法和工程模糊集理論對高速公 路典型邊坡的穩(wěn)定性進行綜合評價3。本文以云南大理某中學(xué)改擴建工程中的邊 坡治理項目為例，根據(jù)項目所在地的地質(zhì)條件，結(jié)合科學(xué)合理、經(jīng)濟適宜的原則， 運用層次分析法，為邊坡治理提供最優(yōu)的設(shè)計方案。2層次分析法原理層次分析法是一種將所有指標因素層次化、定性與定量相結(jié)合的分析方法。 首先通過指標因素間的相互關(guān)系建立層次模型，再根據(jù)彼此間的重要等級構(gòu)建判 斷矩陣，確定各指標的權(quán)重，從而計算各層

3、次的指標因素對目標的隸屬度4?？?分為三個步驟：建立層次模型，構(gòu)建判斷矩陣以及計算指標權(quán)重。2.1建立層次模型按照層次分析法的原理，把評價對象層次化。為體現(xiàn)層次之間的相關(guān)性以及 遞階性，層次結(jié)構(gòu)劃分為目標層、準則層及措施層，分別以A、B、C表示。通常 以目標層為中心，所有元素由上至下遞階展開，相鄰上下層的元素間存在特定邏 輯關(guān)系，由此構(gòu)成層次模型。2.2構(gòu)造判斷矩陣運用層次分析法的重點是構(gòu)造判斷矩陣，即判斷在同一層次中各元素之間的 相對重要性，通常以19來表示。具體如表1所示。表1 層次分析法元素標度表3工程應(yīng)用3.1工程概況大理市某中學(xué)位于大理市鳳儀鎮(zhèn)，區(qū)域內(nèi)地貌屬構(gòu)造剝蝕低中山類型，地勢

4、西高東低。擬建場地西側(cè)為斜坡，中部為山脊，兩側(cè)緩坡，東側(cè)為平臺，高程為 1992.90m2045.80m。場地整體坡度2535。本文選擇場地北側(cè)一處邊坡為例， 邊坡傾向339、傾角75，地層產(chǎn)狀250匕38，有節(jié)理發(fā)育。邊坡地層從上到下 依次為人工填土、含碎石粉質(zhì)粘土、全一強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強一中風(fēng)化泥質(zhì)粉 砂巖。經(jīng)計算，在暴雨和地震的工況下，該邊坡穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.022和0.518, 屬于欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀態(tài)，需進行治理。3.2治理方案設(shè)計根據(jù)前期勘察資料及現(xiàn)場調(diào)查，遵循安全可靠、經(jīng)濟合理的原則，結(jié)合場地 地質(zhì)條件，初步考慮以下兩種備選治理方案：方案一為預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)梁+擋土 墻+地表截排

5、水；方案二為預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻+人字形格構(gòu)護坡+地表截排水。3.3治理方案優(yōu)選根據(jù)上述分析，建立層次分析模型（如圖1），分為三層：第一層為目標層， 即最優(yōu)方案設(shè)計（入）；第二層為準則層，分別為安全（B1）、技術(shù)（B2）、環(huán) 境（B3）、經(jīng)濟（B4）以及其它（B5）；第三層為措施層，分別為安全性（C1）、 施工條件（C2）、技術(shù)可靠性（C3）、施工難易度（C4）、污染程度（C5）、工 程造價（C6）以及工期（C7），共計七項。根據(jù)該評分標準，結(jié)合場地的實際情況，兩種治理方案分析如下：方案一：預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)梁+擋土墻+地表截排水，安全性高，施工條件較差， 技術(shù)較可靠，施工較困難，污染程度輕微，工程造

6、價80萬至100萬，工期100 天至150天；方案二：預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻+人字形格構(gòu)護坡+地表截排水，安全性較高，施 工條件較好，技術(shù)較可靠，施工較困難，污染程度輕微，工程造價60萬至80萬， 工期小于100天。根據(jù)項目實際情況，采用專家打分法對措施層各個元素進行賦值，具體評分 見表4。表4比選方案評分表結(jié)合表4的數(shù)據(jù)以及公式（2）計算可得：方案一的最優(yōu)隸屬度為0.188，而 方案二的最優(yōu)隸屬度為0.439,方案二方案一，即預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻+人字形格 構(gòu)護坡+地表截排水設(shè)計方案最優(yōu)。4結(jié)論對于如何合理、經(jīng)濟、有效地設(shè)計邊坡治理方案，將是勘察、設(shè)計、施工、 管理部門及科研工作者們長期的研究目標。本

7、文運用層次分析法，在治理方案比 選過程中對評價因素進行量化分析，即通過建立層次結(jié)構(gòu)模型，分別從安全、技 術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟、其它等五個方面對邊坡治理方案進行分析和評價，從而確定最 優(yōu)的設(shè)計方案。該方法簡單實用，有助于邊坡治理方案的優(yōu)化選擇，也可對其它 工程項目的方案優(yōu)化選擇提供借鑒參考。參考文獻：謝全敏，夏元友.邊坡治理多層次多目標優(yōu)化決策方法研究J.武漢理工大學(xué)學(xué)報，2002. 24 （10）： 21-24.楊海紅，李紅英.層次分析法在黃土邊坡治理方案優(yōu)選J.長江科學(xué)院 院報，2006. 23 （3）： 55-58.王思長，折學(xué)森，周志軍，等.基于層次分析法的工程模糊集理論在公路 邊坡穩(wěn)定性評價中的應(yīng)用J .安全與環(huán)境學(xué)報，2010，10（5）： 189-192.徐翔.樂山滑坡穩(wěn)定性評價及抗滑樁加固數(shù)值模擬分析D.華東理工大 學(xué)，2014 .周振民，韓冬梅.模糊優(yōu)選理論在城市防洪標準選擇中的應(yīng)用J .人民 長江，2008，39 （24）： 20-22.盧鐵光，