地质灾害影响因子的灰色关联分析

收稿日期：2024-01-20

作者简介：张丹（1986—），女，四川德阳人，助教，主要从事岩土工程研究。

摘 要：通过对成都市区近年的地质灾害情况进行分析，识别出主要的地质灾害影响因素6个方面，各种因素影响程度不同，结合专家打分法，得到初始矩阵，利用灰色关联度进行相关分析，并进行数据处理，得出地质灾害影响因素的排序，根据排序情况总结出对应的防治措施，对更好地开展地质灾害防治工作具有一定的现实意义。

关键词：灰色关联度；地质灾害；专家打分法

中图分类号：P694 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03

地质灾害带来的影响不仅仅是经济损失、工程的破坏、环境污染，甚至威胁人类的生命安全。对此，许多专家和学者开展地质灾害防治工作，总结了大量的专项防治措施，形成了系统的防治工程技术[1]。截至2023年12月底，2023年全国地质灾害发生量累计达253 004条，四川省发生量排第一位，为26 565起[2]。在这些地质灾害中以滑坡、崩塌和泥石流灾害为甚，可见地质灾害防治工作任重而道远。

1 地质灾害影响因素

地质灾害是在自然因素或人为因素的作用下形成的地质作用或地质现象，常常会造成人类生命与财产的损失、环境的破坏等。常见的地质灾害现象有滑坡、崩塌、泥石流、岩堆等，有时还会伴有像火灾、洪水、海啸等次生灾害[3]。

影响地质灾害发生的因素繁多而复杂，根据四川成都相应的工程案例，现整理收集6个方面的因素，主要有地形因素、气候因素、地质作用因素、人为工程活动因素、土质情况及其他因素等[4]。

1.1 地形因素

成都市地处四川盆地的西部边缘，主要由岷江、沱江及支流等8个冲积扇重叠连缀复合而成，地形地貌为平原、丘陵、高山各占1/3，地势由西北部向东南部倾斜，存在巨大的垂直高差。东部有平原、台地和部分微丘陵地貌，属于四川盆地盆底平原，海拔一般为750 m左右，东北部与东南部的丘陵地势较高，起伏不平，西部与北部的高山地带，山峰起伏更大，大多海拔处于1 000～3 000 m之间，大邑县西岭镇大雪塘地势最高，为5 364 m。丘陵与高山的地形坡度较大，有相关文献表明，坡度在15°～60°区间时容易引起滑坡现象，60°以上地质灾害发生更易，还可能引起泥石流、崩塌与岩堆的现象。

1.2 气候因素

气候因素主要是降水的影响。降水越多，会增加土壤的重量，水的润滑作用降低黏结性，还可能会与土壤中的颗粒发生化学反应，减弱土的抗剪强度，动水压力或孔隙水压力，使水具有破坏性的冲刷能力，在持续的降雨或暴雨后，极易引起滑坡、泥石流等地质灾害现象。成都市属于亚热带季风气候区，雨量充沛，平原西侧的龙门山作为天然屏障，对大气降雨影响程度甚为显著，导致都江堰成为多雨地带，而向东南方向——金堂、成都、新津、龙泉山麓等地雨量递减，据2023年的统计结果，成都市年总降水量为734.8～

1 142.3 mm，降雨量明显在季节上分配不均匀。7—8月，成都地区降雨量总体偏多，存在地质灾害风险。

1.3 地质作用因素

断层的存在会影响岩石的物理力学指标，降低岩石的承载力；断层也易导致河流、河沟被侵蚀；在断层作用下形成的冲沟、小盆地还会引起土质软化和富水现象，形成局部软土情况；在地震作用下断层处破坏严重。若再遇褶皱和节理发育地段，将增加滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生的可能性。成都平原构造上属于成都断陷盆地，龙门山前山断裂带处于成都平原西侧，龙泉山西坡断裂带则处于东侧。在其盆地内分布有多条断层，在这些断层中，有的出露于地表，有的隐于第四纪覆盖层之下。在龙门山地表厘定了4条大型逆冲断裂带；而龙泉山是盆地的一条背斜，两条断裂带分别处于背斜的东西两侧。成都地区的地震活动受龙门山断裂带和龙泉山断裂带的影响

较大[5]。

1.4 人为工程活动因素

人为工程活动对土体的扰动，直接影响土体的初始应力状态，破坏土体结构，施工中的堆载会增加边坡的重量，引起边坡不稳定，再加上施工方式，也会打破原有的平衡状态，开挖后若长时间未进行防护，极易引起工程滑坡、崩塌等。在施工过程中也涉及地表水的管理问题，若管理不当，施工现场的生活用水、工地用水就极易渗入地下或沿边坡任意排放，也会发生工程地质灾害的现象。而成都地区正在建设的旅游景区，涉及大量的工程施工。

1.5 土质情况

所处地区不同，其土质也不同，土的强度主要指土的抗剪强度，抗剪强度主要由土的黏聚力与摩阻力构成。当其抗剪强度下降时，加上外界因素的影响，易引发地质灾害。如遇软土地段，因软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高的特点，其抗剪强度低，从而承载力也弱，对工程建设极具破坏力，进而引发地质灾害。成都地区范围的土质情况复杂，也存在特殊土地段，成都黏土在成都市东郊、新都区以南、新津普兴及龙泉驿以西地区分布很广，其土质厚度随地貌的不同而各异，一般厚度为2～7 m，在龙潭寺与成都理工大学一带其最厚可达20 m左右。成都黏土由于存在强亲水性、一定的膨胀性、颗粒细及裂隙发育等工程特性，极易发生滑坡、道路塌滑、路面翻浆等地质灾害。

1.6 其他因素

植被在很大程度上与地质灾害相关，植被一般受气候、土壤、雨水及人类活动等因素的影响，若植被条件不好，在其他因素的共同作用下，也会诱发地质灾害；工程设计不合理，如设计边坡时斜坡坡度过大，未考虑工程环境特点，在公路设计时，道路选线经过不利地段，在设计桥梁时，桥墩位置不合理等。这些都可能会诱发地质灾害。

2 灰色关联度分析方法

灰色关联分析是一种动态统计分析，可评价系统各个影响因素的敏感程度，其方法通过计算关联度，对其进行排序来反映各个因素之间关联的强弱程度，并确定计算权重。运用灰色关联度法确定各影响因素指标权重过程如下：

第一，特征序列的构建。特征序列为每位专家对边坡稳定性各个因素的打分组成数据序列，假设该特征序列为：

yi=[yi（1），yi（2），…，yi（k）]，i=1，2，3，…，n；k=1，2，3，…，m（1）

第二，参考序列的构建。参考数据序列是一个理想的比较标准，以各指标的最优值构成参考数据序列，该文选取每个指标专家评分最大的数据组成参考序列，假设该参考序列为：

y0=[y0（1），y0（2），…，y0（k）]，k=1，2，3，…，m（2）

第三，计算特征序列与参考序列的绝对差序列。

△ik=|y0（k）-yi（k）|（3）

第四，计算两级最大差及两级最小差。

两级最大差：△max=（（△ik））（4）

两级最小差：△min=（（△ik））（5）

第五，针对各个边坡影响因素打分指标，计算特征序列与参考序列的关联系数。

βi（k）=βi（yi（k），y0（k））=" " （取ρ=0.5）（6）

第六，计算灰色关联度。

（7）

第七，计算各评分指标权重。

（8）

3 地质灾害影响因素的灰色关联分析

第一，特征序列的构建。每位专家对地质灾害影响各个因素的打分组成数据序列，如表1所示。

第二，根据式（2）～式（8）计算出各指标权重值，如表2所示。

根据专家评分和灰色关联度分析可知，在专家的认知中，地质灾害影响因素的影响程度由大到小排序依次为气候因素gt;地质作用因素gt;土质情况gt;地形因素gt;人为工程活动因素gt;其他因素（表2）。

4 地质灾害的防治措施

4.1 加强防水与排水工作

在工程建设中设计合理的截水沟、排水沟、边沟、跌水、急流槽、暗沟等排水设施，还可设计拦挡坝、修建支挡工程等；施工过程中要及时排除地面上、地下水，对工程进行必要支护，在边坡工程中可利用植被护坡；在工程施工阶段加强水的引流排除工作。当出现持续降雨或暴雨气候时，应做好预防工作。

4.2 地质作用防治措施

在工程建设中，要避让地质作用明显的地段，如选线时避让不利地段，不通过地质断裂带、地震活动明显地段，避让节理发育、软弱土、容易液化、岩性明显不均匀等地段。在工程设计时，考虑地震作用对结构的影响进行设计，从多个方案中进行选择，利用经济技术指标对比选择最优方案。同时，还需做好定期的监测与防治工作。

4.3 工程防护

在土体强度不大、易发生滑坡的地段，可采取工程防护，包括利用土工合成材料——土工格栅、土工网或土工格室等进行生态护坡；利用坡面抹浆、喷浆技术、挂网客土喷播技术、设置挡墙技术；利用抗滑桩、锚杆、锚索桩板墙、锚索框格梁等技术等。在易发生泥石流地段，可采用线外拦截、宣泄方式、竹片石笼处理方式、其他排导措施等；在易发生崩塌地段，可采取清除危石方式、主动防落石技术、加强观测措施等。

4.4 特殊土处理

在遇成都黏土地段，可对黏土性质进行改良，可利用废旧塑料袋，将其制成纤维，确定其合理的掺入量以及合理的掺入比例，从而改善成都黏土的膨胀性；也可利用加入合理的纳米水性黏合剂，改良土颗粒结构与渗透性，提高土的抗剪强度，达到稳定土的目的；或者利用砂砾、水泥、粉煤灰等其他改良剂改善其土质性质［6］。在遇软土、膨胀土地段，对这类特殊土进行处理。软土处理可采用换填法、强夯法、堆载预压法、挤密法、挤淤置换法、化学处理法等；膨胀土处理可采用换填法、加强排水系统的方式、添加石灰改良剂改善土的力学性质措施、加入沙砾或石增加土的稳定性等，提高土体强度，达到土体稳定的目的，避免发生地质灾害。

4.5 注重生态环保设计

在不可避免地需要进行人为工程建设时，遵循环保生态原则，将该理念贯穿工程建设的全过程。增强工程建设各方人员的环保意识，利用环保新技术，实现工程建设与生态环境的协调发展，降低地质灾害的发生概率。

5 结束语

通过对成都近年来的地质灾害情况进行分析，整理出地质灾害影响的各个因素，请专家进行打分，以原始数据建立初始矩阵，利用灰色关联度进行分析，得出影响程度由大到小的排序，对地质灾害提出了相关的防治措施具有一定的现实意义。

参考文献

[1] 王云.岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J].四川建材，2024，50（3）：57-59.

[2] 何山.水文地质因素对矿山地质灾害的影响及预防措施[J].世界有色金属，2021（4）：107-108.

[3] 赵蔓.水文地质因素对矿山地质灾害的影响及防治措施分析[J].世界有色金属，2019（6）：160-161.

[4] 葛家成，贾东，尹宏伟，等.龙门山断裂带与龙日坝断裂带相互关系的物理模拟实验[J].高校地质学报，2023，29（4）： 617-629.

[5] 周珊珊，马海彬，门国明.基于灰色关联分析的公共建筑工程碳排放评价[J].华北科技学院学报，2023，20（4）：89-95.

[6] 廖华强，王春明.成都富水砂卵石及淤泥质黏土交互地层盾构下穿房屋施工技术[J].现代商贸工业，2020，41（9）：208-212.