公路地质灾害的分析及防御文献综述

2018-04-02

福建质量管理 2018年21期

(重庆交通大学土木学院重庆 400070)

一、公路地质灾害分析

公路工程需要跨越不同的地形地貌单元及地质环境，不可避免受到各种地质灾害的威胁及潜在多种灾害因素的影响；另一方面，公路建设工程活动反过来也会在一定程度上改变沿线地质环境，可能新产生一系列地质灾害。自然界内的地质灾害(如滑坡、崩塌、泥石流等)，主要由自然地质原因引起，但也与公路工程等人类活动相互联系、相互影响，进而直接影响到公路的建设和安全运营。所以为了防止地质灾害对公路造成不必要的伤害，我们分别发展了公路地质灾害管理系统，公路地质灾害的识别系统的研究开发和地质灾害区划的研究以及大量的公路地质灾害的评估。从这些方面来有效的减少和防止地质灾害对公路建设的破坏，最大程度的减少安全事故。

二、分别说明各种方法

(一)公路灾害系统的开发研究

(1)系统的总体设计：通过对计算机技术、网络技术的回顾与分析，综合公路灾害管理的特性，根据公路灾害管理系统的功能需求和非功能需求，为设计通用的、易用的、可扩展的公路灾害管理系统提供总体结构，同时，进行系统的安全管理设计和主界面设计。

(2)公路灾害数据库：合灾害管理系统的具体框架，进行系统数据库的概念设计和逻辑设计，将灾害数据纳入灾害数据库，以便为系统的建立提供更为详细的数据信息。

(3)系统模块的实现：在总体设计指导下，通过对各模块的设计与开发，验证设计框架的可行性。对灾害管理系统中关键的模块进行设计，对它所应具备的基本功能、开发环境、开发方法等进行全面的分析，为灾害管理系统的开发提供最基本的保证。对已实现的模块通过具体的实例分析和演示，验证灾害管理系统的操作简便性及可行性。

(二)灾害区域划分

公路地质灾害区划研究的内容主要包括以下几个方面:

(1)区划目的。区划目的的定位影响到区划服务目标。区划任务的确定,也影响到区划方法的选择，公路地质灾害区划目的基本定位为服务于公路建设全过程,并以滑坡、泥石流、岩溶塌陷和地震对路基、路面影响为主,兼顾其它,合理确定公路规划、设计、施工和养护对公路地质灾害区划的需求以及区划的服务内容。

(2)区划原则。区划原则是进行区划工作的基本指导准则。遵从什么样的区划原则,便决定了能选择什么样的区划指标,采用什么样的区划方法和区划步骤,达到什么样的区划结果，通过现有公路自然区划、自然地理区划、灾害区划及有关专业区划的分析研究,结合公路建设现状和发展对公路地质灾害区划的需求,确定公路地质灾害区划的原则和方法。

(3)区划方法。区划方法是指遵循一定的区划原则,采用一个或多个区划指标,对以公路地质灾害为特征的区域进行划分的具体方法。论文主要采用自上而下和自下而上相结合的方法,利用先进的GIS技术平台进行快速的、准确的空间分析和计算。

(4)区划模型。公路地质灾害区划是极为复杂的系统工程,需统计、分析、计算的数据量大,指标之间、要素与公路地质灾害之间的相互作用，相互影响关系十分复杂,没有合理的计算理论与方法,就不可能建立符合实际情况的计算模型。

(5)区划方案。公路地质灾害区划方案框架研究以多级区划方案为主。根据影响公路建设的地质环境及公路地质灾害的普遍性和特殊性,在公路地质灾害区划层次体系，指标体系研究的基础上建立公路地质灾害区划方案构架，系统发展方向进行分析。

(三)识别系统的开发研究

对山区公路常见路基地质灾害中崩塌、滑坡以及路基沉陷三种类型，运用灾变链式反应和路基工程地质结构分析的方法，开展了对路基地质灾害的识别方法以及系统功能格构的研究。

公路路基灾害识别系统研究的主要内容包括以下几个方面:

(1)广泛收集整理资料，依托“路基灾害防治技术推广及应用示范”课题，对所研究路基灾害的类型及其影响因素进行划分和总结。

(2)通过对公路灾害的调查、监测和分析研究，确定公路路基地质灾害的识别原则，在原则指导下研究现有常用的公路灾害识别方法及其适用条件，并对其识别指标做进一步的分析、归纳和筛选。

(3)研究路基地质灾害自身存在的链式反应机理，并结合对路基工程地质结构的分析，对灾害的发生划分三个阶段，以此为基础为公路路基地质灾害识别系统的实施方法，包括识别因子的选取、识别模式的选取、危险等级的划分等提供可靠的理论依据。.

(4)通过1、2、3项的工作，为路基地质灾害明确划分链式反应的三个阶段，提出灾害3步骤较为完备准确识别的模式，结合陕南公路灾害调查的实际情况提出了“路基地质灾害识别系统”的识别因子、数据处理、空间分析及数据库构建、功能模块等格构，为最终实现整个路基灾害管理系统打下基础，为以后的课题研究提供技术支撑。

(四)公路地质灾害评估

(1)网脉网络法：网脉网络是人们为了处理大量的信息利用仿生学原理在树叶叶脉构架的基础上提出来的。其具有容错能力、学习能力、自我适应性和非线性映射能力。由于网脉网络不需要建立数学模型，而且有预测和辨识的能力，所以已经广泛的应用到信息和数据

(2)层次分析法：所谓层次分析法(Analytic Hierarchy Process)，是指将一个多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标(或准则、约束)的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序(权数)和总排序，以作为目标(多指标)、多方案优化决策的系统方法，称为层次分析法。

(3)德尔菲法：德尔菲法是为了克服专家会议法的缺点而产生的一种专家预测方法。德尔菲法依据系统的程序，采用匿名发表意见的方式，即专家之间不得互相讨论，不发生横向联系，只能与调查人员发生关系，通过多轮次调查专家对问卷所提问题的看法，经过反复征询、归纳、修改，最后汇总成专家基本一致的看法，作为预测的结果。这种方法具有广泛的代表性，较为可靠。