[发明专利]基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价方法

说明书

本发明公开了基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价方法，为保证高速道岔铺设质量，从运输难度、线路影响、铺设质量及效率、限制因素等方面对常用道岔铺设方案进行对比分析，最后选择跨座式铺设机方案作为高速道岔铺设方案。本发明从地形地貌、地质条件、水文和地震4个方面建立了土质高陡边坡稳定性评价的8个指标，该指标体系可以较好地描述土质高陡边坡特征，评价指标体系较为完整。将该模型应用至重庆西站扩能改造工程中某土质高陡边坡工点的稳定性评价之中，所得结果与有限元法和赤平投影分析法结果吻合，证明了提出模型的有效性，可以推广到其他山区铁路枢纽土质高陡边坡工点的稳定性评价之中。

技术领域

本发明涉及山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价方法，尤其涉及一种基于 可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价方法，属于土质高陡边坡力学 分析技术领域。

背景技术

我国地形西高东低，山区面积占国土面积的三分之二，西部山区铁路路网严 重不足。为了缓解不均衡的区域布局，我国铁道部门正不断扩大西部山区铁路网 规模，完善我国路网规模。在此过程之中，将不可避免地面修建大量山区铁路枢 纽，如重庆西站、贵阳北站、溆浦南站等。

西南山区地形起伏大，地质构造复杂，地壳活动强烈，土质高陡边坡极为常 见。土质高陡边坡坡体具有脆弱性与不稳定性，在枢纽修筑与运营过程之中，常 常由于人为活动的原因，产生崩塌、滑坡等地质灾害，危及施工与运营安全。铁 路枢纽作为铁路线网建设的重要节点，在协调不同线路的顺畅衔接利用，实现大 量客流、货流和车流的集散与中转等方面都起着至关重要的作用，一旦受到地质 灾害的影响，除了枢纽自身的破坏以外，还会阻断关联线路的正常运营，甚至导 致区域交通崩溃，造成巨大的经济损失。由此可见，研究如何对铁路枢纽高陡土 质边坡边坡进行稳定性评价以指导高陡边坡防护，具有极大的实际意义。

土质高陡边坡是一个受多种因素影响、不确定性大且极为极为脆弱的动态系 统，出于土体的复杂性和不确定性，许多因素无法准确获得，只能定性表示，这 种定性与定量信息共存的情况必然会对土质高陡边坡稳定性评价结果的合理性 产生不利影响。近年来，国内外学者开始引入一些新的理论与方法应对定性与定 量信息共存的的情况，并取得了一定成果，如模糊数学、粗糙集理论、可拓理论、 神经网络、可靠学等。其中，可拓理论是一种能高效处理矛盾问题和定性定量问 题的方法。因此，引入可拓理论展开对铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价的研究。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳 定性评价方法，通过该方法实现对于铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价进行研 究。

本发明的采用的技术方案为一种基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边 坡稳定性评价方法，该方法包括如下步骤：

S1模型分析

S1.1边坡稳定评价指标体系

指标整个评价体系最基本的组成元素，反映了影响边坡稳定性的不同因素。 通过分析大量山区铁路土质高陡边坡技术经济资料，结合专家意见，将这些因素 分为地形地貌、地质条件、气候水文和地震等一级指标，一级指标包含数个二级 指标。

S1.2指标权值的确定

S1.2.1基于OWA算子的赋权方法基本原理

边坡稳定影响指标的权值反映了不同因素对边坡稳定性的影响程度，因此确 定不同指标的权重是进行边坡稳定性评价的第一步。