西南山區(qū)高速鐵路路塹高陡邊坡安全性評價體系研究及其應(yīng)用.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及國家交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，高速鐵路的建設(shè)已經(jīng)成為我國近期工程建設(shè)的重要內(nèi)容。其中西南山區(qū)擬建、在建的有貴廣、成渝、蘭渝、成貴、成西等高速鐵路，由于建設(shè)需要，沿線形成了大量的路塹高陡邊坡，改變了巖土體原有的地質(zhì)環(huán)境平衡，在環(huán)境與工程因素影響下，極易產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)和垮塌等地質(zhì)災(zāi)害，對鐵路交通基礎(chǔ)設(shè)施及運營安全造成極大的危害。因此，研究科學且實用的西南山區(qū)高速鐵路路塹高陡邊坡安全性評價方法，為西南山區(qū)鐵路路塹邊坡

2、的建設(shè)與運營安全提供依據(jù)，很有必要。
　　論文主要是以鐵道部重點科研項目-高陡邊坡運營安全防災(zāi)監(jiān)控及報警系統(tǒng)技術(shù)研究(2010G018-E-4)為依托，通過對西南山區(qū)鐵路(貴廣、蘭渝、成綿樂三條鐵路)沿線實際地質(zhì)資料調(diào)研分析、邊坡安全性評價方法的對比分析、邊坡安全穩(wěn)定性影響因素以及邊坡安全性主控因素及其權(quán)重等的相關(guān)研究，建立了西南山區(qū)高速鐵路路塹高陡邊坡安全性評價體系。通過對貴廣鐵路、蘭渝鐵路、成渝鐵路以及成綿樂城際鐵路沿線的高陡

3、邊坡安全性評價應(yīng)用，得出本文建立基于粗糙集-支持向量機的西南山區(qū)邊坡安全性評價方法是合理可行的。論文取得的主要成果如下：
　　1.通過對比分析了現(xiàn)有的定性分析方法、定量分析方法和不確定性分析方法這三大類邊坡安全穩(wěn)定性分析評價方法及其優(yōu)缺點，得出基于粗糙集、支持向量機的邊坡不確定分析方法，在解決邊坡工程中出現(xiàn)的大量模糊性和不確定性因素，樣本數(shù)量有限等問題方面具有獨特優(yōu)勢。
　　2.通過查閱文獻資料和現(xiàn)場調(diào)研資料的整理分析，依據(jù)

4、科學合理的分析與判釋，按照邊坡安全穩(wěn)定性影響因素的重要性，分別建立了西南山區(qū)鐵路土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡安全性評價的三級指標體系，為邊坡安全性評價主控因素的分析奠定了基礎(chǔ)。
　　3.采用粗糙集理論屬性約簡的思路與方法對邊坡安全性評價影響因素進行了約簡分析，得出了西南山區(qū)鐵路巖質(zhì)路塹邊坡安全性評價主控因素為邊坡坡度、巖體基本質(zhì)量、坡面與主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀關(guān)系、邊坡支護情況和降雨因素；土質(zhì)路塹邊坡安全性評價的主控因素為邊坡坡度、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角

5、、邊坡支護情況和降雨因素。分析表明，約簡后的邊坡安全性評價主控因素可較全面的反映西南山區(qū)邊坡安全穩(wěn)定性的主要影響因素，為建立基于主控因素的邊坡安全性評價體系打下基礎(chǔ)。
　　4.利用粗糙集理論中的屬性重要度的概念，給出了西南山區(qū)鐵路土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡安全性評價各主控因素的相對權(quán)重值。通過權(quán)重值的大小可以很清晰的反映評價指標間的相對重要程度排序，并在后續(xù)評價模型的建立中考慮各主控因素權(quán)重，提高了模型的訓練預(yù)測精度。
　　5.利用

6、支持向量機理論訓練建立了邊坡安全性等級和邊坡安全性評價主控因素之間的映射關(guān)系，構(gòu)建了基于粗糙集-支持向量機理論的西南山區(qū)鐵路邊坡安全性評價模型。利用該評價模型，基于現(xiàn)場勘查調(diào)研，只需要輸入鐵路沿線邊坡安全性評價各主控因素的相應(yīng)量值，就可以快速、準確且批量的輸出邊坡安全性的評價等級，大大降低了邊坡現(xiàn)場勘查調(diào)研工作任務(wù)量，顯著提高了邊坡安全性的評價效率。
　　6.將基于粗糙集-支持向量機理論的西南山區(qū)路塹高陡邊坡安全性評價方法應(yīng)用于西