模糊综合评判在布沼坝露天矿边坡稳定分析中应用
模糊数学在露天矿边坡稳定分析中的应用
现
代
矿
业
总 第
Ｍ ０ＲＤＥＮ Ｉ ＮＧ Ｍ ＮＩ
・
数 字矿 山 ・
模 糊数 学 在 露天矿 边坡 稳 定分 析 中的应 用
郭 成 马萃林 朱 明 赵 鸣展
法 进行 准确地 描述 和求解 。而模 糊综 合评判 是借 助 模 糊数 学这一 工具来 刻 画各影 响 因素 对边坡 稳定 性 的影 响状 态 ， 为多变 量 、 多因素 影响 的边坡稳 定性 分 析 提供 了一种 有效 的手段 ， 因此 ， 应用 模糊数 学 的方 法 进行露 天矿 边坡 稳 定 性综 合 评 判 ， 取得 良好 的 可 实 际效果 。
１ 模糊 综合评 判 的基本原 理
Ｒ ＝
：
●
：
●
＇ １ ／８
＇ ２ ／８
给予 中各 因素不 同的权重 ， 可表 示为 上 它
８
的一个 模糊子 集 Ａ：（ 。ａ …ｎ ） 并 且 规定 ０ ＝ 口 ， 。 ，
Ｉ ｌ
１ 则综 合评 判 为 ： Ａ ・ 记 Ｂ＝（ １ｂ …ｂ） 它 ， Ｂ＝ Ｒ， ｂ ，２ ９ ，
根 据最 大 隶属 原 则 ， 确定 评 判对 象 所属 的评 判
等级 。
２ 基 于 ＧＯ Ｉ ＷＡ算子 的多属 决策方 法 对 于某一个 多属 性 的稳 定评 判 模 型 ， 设 ， 和 Ｄ分别 为方 案集 、 性集 和 决 策 集 。决 策 者 ｄ ∈Ｄ 属
（ ． 海 工 学 院理 学 院 ；． 北新 烨 工 程技 术 有 限公 司 ；． 北理 工 大 学 资 源与 环 境 学 院 ） １淮 ２河 ３河
基于模糊综合评价的露天矿山边坡稳定性分析
基于模糊综合评价的露天矿山边坡稳定性分析摘要：露天矿边坡是露天采矿的一个重要组成部分，边坡的稳定性直接影响采矿的安全和施工进度，而边坡的稳定性受多种因素限制而具有诸多不确定性。
本文从基础理论上简述了模糊综合评价的概况，分析了影响边坡稳定性的众多因素，分析如何运用模糊综合评价体系针对众多影响因素作出评价分析。
最后，通过实例论证的方式，用本评价体系对大石头露天煤矿进行相应的分析评价，结果较好的反映了该露天矿山边坡的实际情况，为相关应用和实验提供一定借鉴。
关键词：露天矿山；边坡稳定性；边坡失稳；模糊综合评价前言矿产资源是国民经济发展的基础性资源，我国矿山开采已进入高潮阶段，随着开采技术条件的变化，开采过程中的边坡安全问题却日渐突出，边坡稳定作为露天开采中的重要安全因素，其稳定控制技术就显得尤为重要。
露天矿边坡的稳定与否直接影响了矿山安全安全，若未对边坡稳定性做好预估和控制工作，极易发生边坡滑塌。
因此，需要在开采前针对矿山矿体走向、构造、水文地质等情况，做好边坡的稳定性分析，并采取一定的边坡稳定措施，保证露天矿山的安全有序开采。
1 简述模糊综合评价和露天矿山边坡稳定性1.1模糊综合评价的基本理论模糊综合评价法是一种基于模糊数学而建立的综合分析方法。
该评价方法根据模糊数学的隶属度理论把因素个体单位转化为评价的质量单位，即用模糊数学对影响边坡稳定性的因素或单位做出量化评估。
它具有结果明确、系统性强以及统计便捷的特点，主要用于解决模糊的、难以量化的疑难问题；适合各种非确定性问题的解决；模糊集合是由在一定程度上由属于它的因素构成的，从隶属到不隶属的转变，是软性、象性的转化，是具有一定不可预知性的变化。
在日常生活中也存在着很多不能被人类简单与之定义的元素。
对于一些问题的产生不能运用传统的、单一的方式去判断和解决，需要借助科学的归类和计算方法进行更为精准的分析和判断，针对不确定因素所带来的不确定影响，减少事物的不确定性，以便于更好的增加对未知事件的预判，防患于未然。
模糊综合评判法在边坡治理效果评价中的应用
B = A∙R
上述过程是针对评判系统较简单的情况， 当需
（1）
2017㊃4 大坝与安全
47
By ZHAO Quan:Application of fuzzy comprehensive method in effect evaluation of slope treatment （5） 内部 （坡内） 变形 （U5） 。边坡内部变形监测
中图分类号： TV698.2 文献标志码： B
Key words: monitoring data; fuzzy mathematics; treatment effect; comprehensive evaluation
文章编号： 1671-1092 （2017） 04-0047-05
0 引 言
Title: Application of fuzzy comprehensive evaluation method in effect evaluation of slope treatment// by ZHAO Quan// Zhejiang Zheneng Huaguangtan Hydroelectric Power Co., Ltd. Abstract: For water conservancy and hydropower projects, the stability of slope is a common issue, wor⁃ thy of further study. Because the calculation parameters cannot be accurately chosen, the complex natu⁃ ral and man factors that affect slope stability cannot be fully considered, the widely used mechanical cal⁃ culation methods, such as limit equilibrium method, have certain limitations. In this paper, various un⁃ certain factors affecting the slope stability are analyzed. Based on the monitoring data, fuzzy comprehen⁃ sive evaluation method is used to evaluate the treatment effect of slope behind first powerhouse of Hua⁃ guangtan hydropower station. The results show that the slope stability has been improved obviously after the treatment, and the expected effect has been achieved.
22 基于AHP的模糊评判法在边坡稳定性评价中的应用
( xi ≤ yic ) ( yi1＞xi＞yic ) ( xi ≥ y i1 ) ( yih = yic ) ( yi1＞yih＞yic ) ( yih = yi1 ) (2) (1)
以比较顺利的求出其相对隶属度。比如可用 0.5 表 示两者同等重要，其意义为两者各占 50%；用 0.6 表示一者比另一者稍重要，其意义为一者占 60%， 而另一者占 40%；……，这样标度能客观的描述两 者之间的重要程度而不至于在计算分析中将它们之 间关系进一步扩大，同时还可以根据其表达的意思 推求各重要程度的相对隶属度如表 1 所示，表中两 标度之间还可插入进一步细分的标度值。
针对不同的情况，相对隶属度的求法比较多， 由于本文所采用的指标不是单一的越大越优型或越 小越优型，而是一部分指标属于越大越优型，而另
分析的基础上，本文针对隔河岩电站厂房高边坡的 实际情况，选取对研究有重要意义的 2 级 4 类 12 项
图1 Fig.1
边坡稳定性评价层次分析图
Analytical diagram of analytical hierarchy processes for slope stability evaluation
第 26 卷 增 1 2007 年 7 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics.26 Supp.1 July，2007
基于 AHP 的模糊评判法在边坡稳定性 评价中的应用
黄建文 1，李建林 2，周宜红 1
(1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072；2. 三峡大学 土木水电学院，湖北 宜昌 443002)
模糊综合评判在边坡稳定性分析中的应用
模糊综合评判在边坡稳定性分析中的应用发表时间：2009-11-05T11:35:36.920Z 来源：《建筑科技与管理》第8期供稿作者：王火明1，刘宗炜2，杨勋3[导读] 数学被誉为一切自然科学之母，因为它揭示了自然界发展演变的数量关系1.江苏省交通科学研究院江苏南京211112;2.贵州省毕节公路工程处贵州毕节551700；3.云南省公路工程监理咨询公司云南昆明650021【摘要】影响边坡稳定性的因素多而复杂，且很多因素的作用尚无法定量分析，各因素并非独立作用而是彼此影响制约共同影响边坡稳定性。
针对边坡稳定性的这一特点，本文以模糊数学为基础，运用模糊综合评判法来分析边坡稳定性，较常规分析方法考虑因素全面，将定量分析与定性分析有机的结合，避免了大量繁重的计算，分析过程严谨，结果可靠。
【关键词】边坡稳定性；模糊综合评判；隶属度；稳定性分析Application of fuzzy Comprehensive Evaluation in slope stability analysisWang Huo-ming1, Liu Zong-wei2, Yang Xun3(1.Jiangsu Province Transportation Science Research InstituteNanjingJiangsu211112;2.Guizhou Province Bijie Highway Engineering DepartmentBijieGuizhou551700;3.Yunnan Province highway Supervision engineering consulting companyKunmingYunnan650021)【Abstract】The factors affecting slope stability are many and complex, and the role of a number of factors not yet quantitative analysis of the role of each factor is not an independent but affect each other the combined effect of slope stability constraints. This feature for the slope stability, The article, fuzzy mathematics, fuzzy comprehensive evaluation method to analyze the slope stability analysis method than the conventional considerations comprehensive, quantitative analysis and qualitative analysis will be a combination of organic and avoid a large number of heavy calculation, the analysis rigorous and reliable.【Key words】Slope stability; Fuzzy comprehensive evaluation; Membership; Stability analysis1. 引言数学被誉为一切自然科学之母，因为它揭示了自然界发展演变的数量关系。
布沼坝露天矿西帮边坡变形分析及其优化治理措施的研究
布沼坝露天矿西帮边坡变形分析及其优化治理措施的研究摘要：布沼坝露天矿西帮边坡因地质条件复杂，存在较大的变形和稳定性风险。
本文通过对该边坡的变形进行分析，总结了变形的主要原因，并提出了优化治理措施，以提高边坡的稳定性和安全性。
关键词：布沼坝露天矿；西帮边坡；变形分析；优化治理措施1. 引言布沼坝露天矿是我国重要的煤炭开采基地之一，但该矿区的西帮边坡存在较大的变形和稳定性风险。
为了提高边坡的稳定性和安全性，本文开展了相关研究。
2. 边坡变形分析2.1 地质条件分析通过对布沼坝露天矿西帮边坡的地质勘探和地质资料分析，发现边坡区域地质条件复杂，存在多种岩石和土层，其中包括易溶岩石和软弱土层等。
2.2 变形原因分析边坡变形的主要原因为地质条件复杂、坡面水分渗透、工作面开采和边坡荷载等因素的综合作用。
其中，坡面水分渗透导致土壤软化，易溶岩石的溶解加速了边坡的变形。
2.3 变形类型分析边坡变形主要表现为滑坡、坍塌和沉降等形式。
滑坡是最常见的变形类型，主要发生在软弱土层和易溶岩石交界处。
3. 优化治理措施3.1 地质勘探和监测加强地质勘探和监测，了解边坡的地质条件和变形情况，及时发现问题并采取措施。
3.2 坡面排水系统建设建设完善的坡面排水系统，减少水分渗透，降低土壤软化和溶解易溶岩石的风险。
3.3 坡面加固措施采用加固措施，如钢筋混凝土喷射桩、搪砂浆注浆和土钉墙等，提高边坡的稳定性和抗滑能力。
3.4 工作面控制措施加强工作面控制，合理选择开采方法和矿石回填方案，减少对边坡的影响。
4. 结论通过对布沼坝露天矿西帮边坡的变形分析和治理措施研究，可以有效提高边坡的稳定性和安全性。
然而，由于地质条件的复杂性，治理工作需要持续关注和改进，以应对可能出现的风险。
AHP-模糊综合评价法在露天磷矿山企业效能评价中的应用
中图分类号 ： Ｔ Ｄ８ ０ ４ ； Ｆ ２ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ０ － ８ ０ ９ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ － ０ ０ ２ ２ — ０ ４
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＡＨＰ－ － Ｆｕｚ ｚ ｙ Ｃｏ ｍ ｐｒ ｅ ｈｅ ｎｓ ｉ ｖｅ Ｅｖａ ｌ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ａｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ Ｏｐｅ ｎ— － ｐｉ ｔ Ｐｈｏ ｓ ｐｈａ ｔ ｅ Ｍｉ ｎｅ Ｅｆ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎｃ ｙ Ｙ ｉ ｎ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｉ ， Ｌ ｉ ｕ Ｈａ ｉ ｒ ｕ ， Ｌ ｉ Ｙａ ０ Ｌ ｉ Ｘｉ ａ ｏ ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ， Ｗｅ ｎ Ｌ ｉ ｊ ｕ ｎ ，
（ １ 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制 国家重点实验室 ，重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ０ ；２ 重庆大学 资源及环境科学学院 ，重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ０ ；３ 国家磷资源开 发利用工程技术研究中心 ，云南 晋宁 ６ ５ ０ ６ ０ ０ ；４ 云南磷化集团有限公司，云南 晋宁 ６ ５ ０ ６ ０ ０ ）
第３ห้องสมุดไป่ตู้７ 卷 第２ 期 ２ ０ ｌ ４ 年３ 月
非 金 属 矿
ＮＯ ｎ ． Ｍｅ ｔ ａ ｜ Ｈｅ Ｍｉ ｎｅ ｓ
Ｖ ｂ１ ． ３ ７ Ｎｏ． ２ Ｍａ ｒ ｃ ｈ，２ ０１ ４
Ａ Ｈ Ｐ ． 模糊综合评价法在露天磷矿 山企业效能评价 中的应 用
尹光志 卫 刘海茹 。 李耀基 ’ 李小双 文莉军
（ １ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ Ｄｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ￣ ｏ ｌ ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ ３ ０ ； ２ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ
模糊综合评判在边坡稳定性评价中的应用
中图分 类号 ： Ｕ４ Ｔ ４
文献标评价需要在充分了解和分析研究区的区域地质 、 地层特征及岩体结构等地质资料的基础 上， 采用不 同的方法 ， 按照相应 的判据来开展。 目前诸多的评价方法可 以概括为¨ ３： Ｉ 定量分析方法 、 ］ 灰色 模型预测法、 模糊分析方法及分形理论预测法等 。在评价过程 中， 一方面需要综合考虑 自然 因素和人为
用模 糊数 学理 论 建 立 了斜 坡 稳 定性模 糊 综合 评判 模 型 ， 定 地 形地 貌 、 性 结构 、 质 构 造 、 气 确 岩 地 大
降雨 、 下水 和人 类 工程 活动 为指 标 体 系， 过 确 定权 重 系数 ， 陕 西 省 铜 川 川 口滑 坡 进 行 了稳 地 通 对
定性评 价 ， 使斜 坡 稳 定性评 价 由传 统 的单 一 因素 决定 、 定性 描 述 和 半 定 量 分析 ， 化 为 定 性 和 定 转 量相 结合 并使 整 个评 价过 程 变为 定量 化 的计 算和 分 析 ， 价 结果 更 趋科 学合 理 ， 观 地 反 映 了 实 评 客
Ｂ ＝ Ｒ Ａｏ ． （） ２
式 中 Ａ＝（ ａ ， ， 为 Ｆ的模糊 子集 ， 常取为 关 于 Ｆ的权 向量 ， 第 ｉ ａ ， … ａ ） 通 ａ为 个评 价 因素 （ 价 指 标 ） 评 的权 重 系数 ； 曰＝（ ｂ ， ， 为 ｃ的模 糊子集 ， 常称 为综合 评判 结果 向量 ， ｂ ，：… ｂ） 通 ６为某 个评 价对 象属 于第 个评 语 等级 的隶属度 ；０ 为复合 运算 ， “” 类似 于普 通矩 阵乘法 ， 只是将 矩 阵乘 法 运算 中的 “×” 改 为 “ 号 ＾”
收 稿 日期 ： ０ ０— ５—１ ２１ ０ ０
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一
１—９ ，各 台阶 边坡 角 ６ ～ ０ ，在 ９０ 水 平～ ６ １。 ５７。 ６ｍ
１７ ｍ 水平之 间均存在 裂 缝 。基 于边坡稳 定性 影 ０ １
步真 实地描 述 、分析 岩 土体 这 一复 杂 的介 质 ，
响 因素的分析 ，结合布 沼 坝露 天矿 西帮边 坡工程
好地反 映 了该边 坡 的实 际稳定 程度 。
关键词：边坡稳定性；模糊综
ｌ 概 述
坡 的变形 、失稳从 根本 上说 ，是 边坡 自身求得稳
定状 态的 自然调整 过程 。 而协助 它 趋 于稳 定的作
Ⅱ ；分级标准
用因素 有 自然 因素 和人 类 活动 因素 。 判 断边坡 失稳 与否应 该 考虑 众 多复杂 、且相
●
２
Ｗ
个指标 因素有 ｍ 个状 态集 ，共 有 ｎ个指 标 因素 ， 文献采 用特 尔菲法 ，经 专 家评 议确 定 粘聚 力 、内
分 别 用 Ｕ ， Ｕ ： … ， Ｕ 来 表 示 ， 其 中 ＵＩ 摩 擦 角、坡 角、坡 高 、年 均 降雨量 和 场地 最大地 ， ２， ｎ ＿
１９ ２８ ３６ ４５ ５４ 。 标 集合 ，用 Ｅ 来表 示 ， 即 Ｅ＝ ［ ｔ ： ，Ｅ ， 倍 后 得 Ｐ＝ ５，Ｐ＝ ０，Ｐ＝ ５，Ｐ＝ ５，Ｐ＝ ５ 权 Ｅ ，Ｅ … ＝ Ｊ ｉ 这 就构成 了每 个分 析级 别有 几 个指 标 来 决定 。每 重 ｇ 的分 配是人 为给 定 的 ，选取 方 法很 多 ，根 据
互关联 的 因素 的共 同作 用 。布 沼坝露 天矿 西帮边 坡 目前 最 大垂 直 高度 为 １ ０ ２ ０ ８ ～ １ ｍ，边 坡倾 角为
在边坡 工程 中， “ 边坡稳 定性 ”是 一 个外延 清楚 、 内涵模糊 的 “ 色 系统 ” 灰 ，在 边 坡稳 定 性 分析 中，则存 在许 多外延模 糊 、 内涵清 楚的 力学
模糊数 学的概念 、理论 与 方法也 常 常被 引用到边
地质调查研 究，参考 目前国内外 已有的研究成果
【］ 【］ 【】和 国家规 范标 准 ，遵循 重要 性 、独 ３ ４ ５
坡稳定性分析中 Ⅲ 。
如果把 许 多的地质 资料 、专 家判 断及 各种 定
性 的 描 述 转 化 为 模 糊 语 言 ，对 边 坡 的 稳 定 性 进 行
立性 和 易测 性 的 原 则 ， 同 时考 虑 到 实 际工 程 经
验 ，最终选 用评价 影 响边坡 稳 定性 的 因素为 ：粘 聚 力、 内摩擦 角、坡 角 、坡 高、 最大地震 烈识 别和评 判 ，将 会 得 到更 为合 理 的 解决 ［ ２ １ 。 本 文应 用模糊 综合评判 方 法对 布 沼坝露 天矿 西帮
［ Ｕ … ，Ｕ Ｔ，ｉ ｌ ， … ，ｒ ｕ ＝ ，２ ，于是 得 到 震 烈 度 等 指 标 的 权 重 分 配 分 别 为 ｇ＝ 【 ，Ｏ９ ，０８ ，０８ ，Ｏ７ ，Ｏ６ ］ 这 里 ｇ为 １ ． ５ ．５ ．Ｏ ． Ｏ ． ， ０ 稳 定性 分析 的数 学模 式 ：
Ｅ （ ＝ Ｅ ，Ｅ ，… ，Ｅ）上 的模 糊 子 集 ，按 模 糊 数 ６
；
们
学常规 记 法 ：
ｇ ｌ ＋ ．５ Ｅ ￣ ． ５Ｅ３ ０８ ／ ４ ０７ ／ ｒ ） ０ Ｅ ＝ ／ ｏ９ ／ ｚ ０ ８ ／ ＋ ．０ Ｅ ＋ ． ０Ｅ ￣ ． ／ ６ Ｅｌ ６
权 重 ｇ要 求满足 下 列条 件 ： ｉ
边坡 的稳 定性进 行 了综合评 判 ，其 结果较好 的反
映 了该 边 坡 的 实 际 稳 定 程 度 。
对 于边坡 稳定 性 的分 类 ，国 内外 学者 皆有不
同的标 准 ，本 文根据 边 坡 的稳 定 程度 ，将 其稳 定
性 划 为 ５个级 别 ： （）稳 定 （ ： （）较 稳 定 （ １ Ｉ ２ ） Ｉ —
《 云南煤炭｝ ０ １ ２ １ 年第 ３期
属 函数 Ｉ ｘ Ｎ，Ｉ （ ｉ Ｐ 为 隶属度 ，其 值 可 以 由 ｘ Ｄ）＝ ｉ Ｎ ２２ 糊 综合评 价模 型的 建立 ．模 露 天边坡 的稳 定 性模糊 综 合 评判 分析 中 ，首 专 家评判 方 法来确 定 ，由 于等级 划分 与指 标 问基
程地质调 查 ，总 结 了对 该边坡 稳定 性产 生 主要影 要 的 因素为边坡 岩 土类 型及 性质 、地质 结构 、水 响的 ６ 大因素，应用模糊数学综合评判法对布沼 文地 质条件 等 。除此 之 外 ，还 有岩 石风化 、地表 坝露 天矿西 帮边坡进行 了综合评 判 ，所得 结果较
水和 大 气水的作 用 、地 震 及人 类工 程 活动 等 。边
＝ ０ ，０８ ９ ０ ．５ 先确 定 两个模糊 子 集 ，一 是分 析级 别集合 ，用 Ｄ 本 呈 线 性 关 系 ， 因 此 选 用 Ｐ 『．５ ． ，０６ ， ．５ ．５。 ０ 来表 示 ，即 Ｄ ［ ＝ Ｄ ，Ｄ ，… ，Ｄ ］ ｍ；二 是 分， 指 ０５ ，０４ ］ 为 方 便 起 见 ， 评 判 隶 属 度 扩 大 １０ 析 ＝） ＝
模糊 综 合 评 判在 布沼 坝 露天 矿 边 坡稳 定 分 析 中 应 用
模糊 综合 评 判在布 沼坝 露 天矿 边 坡稳 定 分 析 中应 用
昆明煤炭设 计研究 院 贾建 强 何 瑾
摘
要 ：对 布沼坝 露 天矿西 帮边 坡进 行 了工
影 响边坡稳 定 性 的 因素 十 分复 杂 ，其 中最主
２ 、建立边 坡的模糊 综合 评判模 型
２１ ． 边坡稳 定性的作 用 因素及 分级标 准的选取
Ｉ； （）一般 （ Ｉ； （）不稳 定 （ ） （）极 不 ） ３ Ｉ） ４ Ｉ １ ； ５ Ｖ
稳 定 ｆ） ｖ。评判 指标及 评 判级 别见表 １ 。
表 １ 岩 土 边 坡 稳 定性 级 别 及 评 价 指 标