层次分析法在边坡治理方案优选中的应用

1、层次分析法在边坡治理方案优选中的应用摘要：本文在边坡治理方案的比选过程中建立层次结构模型，从安全、技术、 环境、经济、其它等五个方面对大理某中学边坡治理方案进行分析和评价，从而 选择最优方案。该方法有助于边坡治理方案的优选，也可对其它工程项目的方案 优选提供借鉴参考。关键词：边坡治理；层次分析法；优化设计1引言边坡稳定性问题关系着当地民生，影响社会的经济发展。近百年来，有无数 学者致力于边坡稳定性研究，从最初只能定性评价发展到现今可应用多种技术进 行综合评价。随着科学技术的不断发展，治理边坡的手段也不断完善，现阶段主 要有预应力锚索框格梁、预应力锚索抗滑桩、截排水、植被护坡等措施。目前， 不少

2、学者致力于研究边坡治理方案的优化设计，谢全敏等运用多层次、多目标的 方法分析危岩滑坡治理的优化决策1，杨海红等建立AHP模型为黄土边坡治理方 案的优选提供重要保证2，王思长等运用层次分析法和工程模糊集理论对高速公 路典型边坡的稳定性进行综合评价3。本文以云南大理某中学改扩建工程中的边 坡治理项目为例，根据项目所在地的地质条件，结合科学合理、经济适宜的原则， 运用层次分析法，为边坡治理提供最优的设计方案。2层次分析法原理层次分析法是一种将所有指标因素层次化、定性与定量相结合的分析方法。 首先通过指标因素间的相互关系建立层次模型，再根据彼此间的重要等级构建判 断矩阵，确定各指标的权重，从而计算各层

3、次的指标因素对目标的隶属度4。可 分为三个步骤：建立层次模型，构建判断矩阵以及计算指标权重。2.1建立层次模型按照层次分析法的原理，把评价对象层次化。为体现层次之间的相关性以及 递阶性，层次结构划分为目标层、准则层及措施层，分别以A、B、C表示。通常 以目标层为中心，所有元素由上至下递阶展开，相邻上下层的元素间存在特定逻 辑关系，由此构成层次模型。2.2构造判断矩阵运用层次分析法的重点是构造判断矩阵，即判断在同一层次中各元素之间的 相对重要性，通常以19来表示。具体如表1所示。表1 层次分析法元素标度表3工程应用3.1工程概况大理市某中学位于大理市凤仪镇，区域内地貌属构造剥蚀低中山类型，地势

4、西高东低。拟建场地西侧为斜坡，中部为山脊，两侧缓坡，东侧为平台，高程为 1992.90m2045.80m。场地整体坡度2535。本文选择场地北侧一处边坡为例， 边坡倾向339、倾角75，地层产状250匕38，有节理发育。边坡地层从上到下 依次为人工填土、含碎石粉质粘土、全一强风化泥质粉砂岩、强一中风化泥质粉 砂岩。经计算，在暴雨和地震的工况下，该边坡稳定性系数分别为1.022和0.518, 属于欠稳定和不稳定状态，需进行治理。3.2治理方案设计根据前期勘察资料及现场调查，遵循安全可靠、经济合理的原则，结合场地 地质条件，初步考虑以下两种备选治理方案：方案一为预应力锚索格构梁+挡土 墙+地表截排

5、水；方案二为预应力锚索桩板墙+人字形格构护坡+地表截排水。3.3治理方案优选根据上述分析，建立层次分析模型（如图1），分为三层：第一层为目标层， 即最优方案设计（入）；第二层为准则层，分别为安全（B1）、技术（B2）、环 境（B3）、经济（B4）以及其它（B5）；第三层为措施层，分别为安全性（C1）、 施工条件（C2）、技术可靠性（C3）、施工难易度（C4）、污染程度（C5）、工 程造价（C6）以及工期（C7），共计七项。根据该评分标准，结合场地的实际情况，两种治理方案分析如下：方案一：预应力锚索格构梁+挡土墙+地表截排水，安全性高，施工条件较差， 技术较可靠，施工较困难，污染程度轻微，工程造

6、价80万至100万，工期100 天至150天；方案二：预应力锚索桩板墙+人字形格构护坡+地表截排水，安全性较高，施 工条件较好，技术较可靠，施工较困难，污染程度轻微，工程造价60万至80万， 工期小于100天。根据项目实际情况，采用专家打分法对措施层各个元素进行赋值，具体评分 见表4。表4比选方案评分表结合表4的数据以及公式（2）计算可得：方案一的最优隶属度为0.188，而 方案二的最优隶属度为0.439,方案二方案一，即预应力锚索桩板墙+人字形格 构护坡+地表截排水设计方案最优。4结论对于如何合理、经济、有效地设计边坡治理方案，将是勘察、设计、施工、 管理部门及科研工作者们长期的研究目标。本

7、文运用层次分析法，在治理方案比 选过程中对评价因素进行量化分析，即通过建立层次结构模型，分别从安全、技 术、环境、经济、其它等五个方面对边坡治理方案进行分析和评价，从而确定最 优的设计方案。该方法简单实用，有助于边坡治理方案的优化选择，也可对其它 工程项目的方案优化选择提供借鉴参考。参考文献：谢全敏，夏元友.边坡治理多层次多目标优化决策方法研究J.武汉理工大学学报，2002. 24 （10）： 21-24.杨海红，李红英.层次分析法在黄土边坡治理方案优选J.长江科学院 院报，2006. 23 （3）： 55-58.王思长，折学森，周志军，等.基于层次分析法的工程模糊集理论在公路 边坡稳定性评价中的应用J .安全与环境学报，2010，10（5）： 189-192.徐翔.乐山滑坡稳定性评价及抗滑桩加固数值模拟分析D.华东理工大 学，2014 .周振民，韩冬梅.模糊优选理论在城市防洪标准选择中的应用J .人民 长江，2008，39 （24）： 20-22.卢铁光，