基于尖点突变理论的土质边坡稳定性分析
岩土工程中的边坡稳定性分析
岩土工程中的边坡稳定性分析岩土工程中的边坡稳定性分析是指通过对边坡的土体力学性质进行研究和分析，以评估边坡的稳定性和确定采取的措施。
边坡稳定性是岩土工程中的重要问题，它直接关系到工程的安全性和持久性。
一、边坡稳定性分析的背景在岩土工程中，很多项目都涉及到边坡的设计和建设。
边坡的稳定性分析是在土壤和岩石等岩土材料力学原理的基础上进行的。
在进行边坡稳定性分析之前，需要从以下几个方面考虑：1.边坡的地质特征：包括岩石和土壤的类型、分布、物理性质等，这是进行边坡稳定性分析的基础。
2.边坡的几何特征：包括边坡的高度、坡度、形状等。
这些几何特征将直接影响边坡的稳定性。
3.边坡所处的环境条件：包括气候、地形、水文地质条件等。
这些环境条件对边坡稳定性分析具有重要影响。
二、边坡稳定性分析的方法1.力学分析方法：力学分析方法是边坡稳定性分析的主要方法之一。
它可以通过应力、应变和强度理论等来分析边坡的稳定性，并给出稳定性评估。
2.数值模拟方法：数值模拟方法是边坡稳定性分析的一种辅助手段。
它通过建立数学模型，利用计算机模拟边坡的变形和破坏过程，从而评估边坡的稳定性。
三、边坡稳定性分析的参数在进行边坡稳定性分析时，需要考虑以下几个参数：1.土体的物理性质参数：包括土壤的密度、含水量、孔隙比等。
2.土体的力学性质参数：包括土壤的抗剪强度、压缩性、黏聚力、内摩擦角等。
3.边坡的几何参数：包括边坡的高度、坡度、埋深等。
4.外界荷载参数：包括自重、雨水浸润、地震等。
四、边坡稳定性分析的结果与措施通过边坡稳定性分析，可以得到边坡的稳定性评估结果。
如果边坡稳定性较差，可能会有滑坡、崩塌等危险。
为了保证工程的安全性，需要采取相应的措施来加固边坡。
常见的措施包括：1.设置防护结构：如安装挡土墙、喷锚支护、铁丝网护坡等，以增加边坡的稳定性。
2.改变边坡的几何形状：如加大边坡的坡度、加宽边坡的底宽等，以减小边坡的自重对稳定性的影响。
3.排除水分的影响：通过排水系统、防渗膜等措施，减少土体中的水分含量，提高边坡的稳定性。
岩土工程中的边坡稳定性分析与控制
岩土工程中的边坡稳定性分析与控制岩土工程中的边坡稳定性是一个至关重要的问题，因为边坡不稳定会导致严重的灾害和损失。
因此，在进行岩土工程设计和施工时，必须对边坡稳定性进行全面的分析与控制。
本文将从边坡的稳定性分析方法、常见的边坡稳定性问题以及边坡稳定性的控制措施等方面进行探讨。
一、边坡稳定性分析方法1. 地质勘察和试验：在进行边坡稳定性分析前，必须对边坡的地质情况进行详细的勘察和试验。
通过地质勘察和试验，可以确定边坡的地质构造、岩土层次、岩性、结构面等重要参数，提供基础数据进行稳定性分析。
2. 边坡稳定性分析软件：随着计算机技术的发展，已经有许多边坡稳定性分析软件可以用于进行分析。
常见的软件包括GEO-SLOPE、FLAC、PLAXIS等，这些软件可以通过有限元法、有限差分法等数值方法对边坡稳定性进行模拟和计算，提供边坡的稳定性指标，帮助工程师做出正确的决策。
二、常见的边坡稳定性问题1. 自然边坡稳定性问题：自然边坡是指没有进行人为开挖或加固处理的边坡。
自然边坡的稳定性主要受到地形、地质构造和水文条件等因素的影响。
常见的自然边坡稳定性问题包括滑坡、崩塌和地面沉降等。
2. 人工开挖边坡稳定性问题：人工开挖边坡指的是通过爆破或机械开挖等方式对土石进行开挖形成的边坡。
在开挖过程中，地应力分布发生改变，导致边坡的稳定性发生变化。
常见的人工开挖边坡稳定性问题包括边坡坡度过陡、地下水位下降引起的干燥裂缝、坡脚冲刷等。
三、边坡稳定性的控制措施1. 加固措施：在设计和施工中，可以采取不同的加固措施来提高边坡的稳定性。
常见的加固措施包括土工格栅、防护网、地锚等。
这些措施可以有效地抵抗边坡的滑动、倒塌和冲刷等问题。
2. 排水措施：水是导致边坡不稳定的主要因素之一，因此，进行合理的排水措施对于边坡稳定性非常重要。
常见的排水措施包括采取排水管、开凿排水沟等方式，在边坡中排除地下水，减少水的渗透和积聚。
3. 监测与预警：在进行岩土工程施工过程中，应建立起边坡稳定性的监测与预警体系。
谈不同地质边坡稳定性分析及治理措施
谈不同地质边坡稳定性分析及治理措施【摘要】地质边坡稳定性是土地资源开发中常见的问题，影响着人们的生产和生活。
本文将介绍不同地质边坡稳定性分析及治理措施，旨在提高人们对地质边坡的认识和处理能力。
通过介绍地质边坡稳定性分析方法，来阐述其基本原理和应用范围。
分析常见地质边坡稳定性问题，探讨其成因和危害。
然后，结合实际案例，探讨地质边坡治理措施的有效性和可行性。
结论总结对地质边坡稳定性的认识，展望未来研究方向。
通过本文的阐述与讨论，可以为地质边坡稳定性问题提供参考和借鉴，推动相关领域的发展与进步。
【关键词】地质边坡稳定性分析、治理措施、边坡稳定性问题、综合治理技术、案例分析、认识、展望、结论1. 引言1.1 研究背景地质边坡是地面或山体的倾斜边缘，在地质作用、工程或人为因素的影响下，往往会发生不稳定现象，引发地质灾害。
这些地质灾害给人们的生产生活带来了严重的危害，因此对地质边坡的稳定性进行分析及治理是一项至关重要的工作。
地质边坡稳定性分析及治理是岩土工程领域中的一个重要研究课题，涉及到地质、工程、水文等多学科知识的综合运用。
随着城市化进程的加快和人类对自然资源的过度开发，地质边坡稳定性问题日益严重，迫切需要深入研究并提出科学的治理措施。
本文将就地质边坡稳定性的分析方法、常见问题及治理措施进行探讨，旨在为地质边坡的科学治理提供参考和指导。
1.2 研究目的：研究目的旨在深入探讨不同地质边坡的稳定性分析方法和常见问题，分析不同边坡的治理措施及其效果，为地质边坡稳定性的综合治理提供技术支持和实践参考。
通过案例分析，总结不同地质边坡的稳定性问题及治理经验，促进地质边坡稳定性治理技术的进一步发展和应用，提高边坡治理的效率和质量。
通过对地质边坡稳定性的深入研究和分析，增强对地质灾害的认识和防范能力，为地质灾害防治工作提供科学依据和技术支持，保障人民生命财产安全和社会稳定。
1.3 意义地质边坡稳定性是一个重要的地质工程问题，关系着社会的安全和经济发展。
工程地质知识：边坡稳定性分析方法.doc
工程地质知识：边坡稳定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制的分析，给出边坡的稳定性状况及发展趋势的定性说明和解释。
1．自然（成因）历史分析法
该方法根据边坡发育地质环境、边坡发育历史中各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素的分析，追溯边坡演变的全过程，对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征做出评价和预测。
2．工程类比法
该方法实质上是把已有边坡的稳定性状况及其影响因素等方面的经验应用到类似边坡的稳定性分析和设计中去的一种方法。
通过分析，来类比分析和判断研究对象的稳定性状况、发展趋势、加固处理设计等。
3．图解法
图解法实际上是数理分析方法的一种简化方法，如Taylor图解、赤平极射投影图法、实体比例投影图法、MarklandJJ投影图法等。
基于尖角突变模型的防洪大堤土体稳定性分析
化 ， 立 了描述 土体稳定 性状 况 的尖角 突变模 型 ， 断 和评价 防洪大 堤 施工 阶段 的土 体稳 定 性 ， 大堤 建 判 对 施工速 率 的调节起 到 了较好 的指导 作用 ， 保证 了大堤 的施工 安全 ．
１ 尖 角 突 变模 型 的标 准型
突变模 型 中应 用最 广 的是 质 变之问 可 以进 行逆转 的尖 角突 变模 型 ， 其势 函数标 准式 为口
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稳 状态 ， 系统 可 能 由一种 状态 突变 到另一 种状态 ； △＞０时 ， 若 系统 始终 处 于平 稳 状态 ； △ ０ 系统 将 若 ＜ ，
收 稿 日期 ：２ ０ — ５ １ ０ ８ ０ —４
作 者 简 介 ： 乐胜 （９ ４ ， ， 东 荣成 人 ， 级 工 程 师 ， 林 １６ 一） 男 山 高 主要 从 事 工 程 测 量 与 变 形 监测 理 论 的研 究
第 ４期
林 乐 胜 ， ： 于 尖 角 突 变 模 型 的 防 洪 大 堤 土 体 稳 定 性 分 析 等 基
数 据 ， 得 变 形 随 时 间 变化 的方 程 ． 突 变理 论 出发 ， 用尖 角突 变 模 型 进 行 在 建 大 堤 的 土 体 稳 定 性 分 析 和 判 断 ， 采 用 获 从 利 并 Ｅ ｃｌ 据处 理 和绘 图功 能 、 ｔ ｂ语 言 编 写 程 序 ， 现 了 土 体 稳 定 性 的快 速评 判． 践 证 明该 方 法 简单 有 效 ． ｘｅ数 Ｍａｌ ａ 实 实 关键词 ： 变理论 ； 角突变模型 ； 突 尖 防洪 大 堤 ； 体稳 定 性 土 中 图 分 类 号 ： ２ Ｐ２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ７６ ７ （０ ８ ０ —０ ６０ １ ０—５ ３ ２０ ）４０ ７—３
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价摘要：在岩土工程建设不断扩张的背景下，土质边坡数量呈现逐步增多的状态，间接形成数量可观的边坡工程。
如果土质边坡处理不当，对于岩土工程以及周围环境造成安全隐患，有可能导致严重后果。
鉴于土质边坡处理的重要性，有必要总结土质边坡岩土工程的勘察流程和方法，在此基础上梳理评价土质边坡稳定性的方式和策略。
为判断土质边坡稳定性、保证岩土工程和周围环境的安全奠定良好基础。
关键词：土质边坡；勘察；稳定性评价引言：岩土工程大量实施，意味着边坡工程数量同步增多。
如果工程开挖过程中未能重视边坡勘察，边坡工程中的隐患因素会影响到岩土工程的质量。
在做好土质边坡岩土工程勘察工作的基础上，拟定边坡稳定性评价方案，综合掌握土质边坡的稳定度，为顺利推进岩土工程奠定良好基础。
一、岩土工程勘察分析1．勘察目的。
借助岩土工程勘察，为边坡支护施工提供有效的依据，同时掌握工程边坡以及周围区域环境的物理因素，为边坡的稳定性评价提供重要依据。
2．勘察要求。
通过岩土工程勘察，全面掌握边坡区域的岩土状况，包括岩土的源头、成因、形状等等，为分析基岩面的坡度提供重要依据，还能掌握岩土的风化状况。
借助勘察模式，掌握岩土工程的边坡岩和土体的物理状况，确定边坡的基本结构。
岩土工程边坡可能存在软弱结构，借助勘察模式确定软弱结构面的类型、延伸状态、力学状态等内容。
在岩土工程勘察结果中，应当包含边坡岩土的地下水状况与透水状况，也为判断岩土工程区域内的不良地质状况提供重要依据。
在岩土工程勘察的基础上，确定土层支挡结构的腐蚀性能，对岩土工程周围环境的认识更加全面，清晰定位边坡坡顶区域的建筑物结构与埋深特征。
3．勘察方法（1）地质调查测绘。
在岩土工程地质调查测绘阶段中，应当重视掌握岩土工程的底层分布，以及所在区域的水文地质情况，摸清边坡区域的周围情况与环境状况，为岩土工程的深入勘探提供理论支撑。
调查测绘阶段要注意具体的范围，应当以边坡的坡脚路边和所在区域的山顶作为起止点，确定范围后进行勘探施工。
基于突变理论的土质边坡非线性演化分析
基于突变理论的土质边坡非线性演化分析
曹平;朱宝龙;陈强
【期刊名称】《四川建筑科学研究》
【年(卷),期】2009(035)006
【摘要】应用突变理论对土质边坡稳定性进行研究,从系统能量的角度出发,综合考虑边坡土体的成层性、应变软化特性和水致弱化性质而建立了尖点突变模型.突变分析表明,系统内部多重参数(如应变软化程度mi、含水量ξi、剪切刚度比ki、位移峰值强度ui)综合决定系统状态的控制变量a,b,并且内部参数受各外部激励因素的影响都是非线性的,边坡的孕育是一个复杂的非线性演化过程.同时,详细论述了3种典型边坡(稳定型边坡、外部因素持续作用下同步失稳的边坡和滞后失稳型边坡)的演化路径.
【总页数】4页(P110-113)
【作者】曹平;朱宝龙;陈强
【作者单位】西南科技大学土木工程与建筑学院,四川,绵阳,621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川,绵阳,621010;西南交通大学地质工程系,四川,成
都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】TU43
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边坡稳定评估分析方法研究进展
边坡稳定评估分析方法研究进展：智能边坡稳定评估方法是基于神经网络评估方法的发展，以下是小编搜集整理的一篇探究边坡稳定评估分析方法的论文范文，欢迎阅读借鉴。
我国是一个地质灾害频发的国家，每年由于地质灾害对人民群众财产造成了严重的损失，而在众多地质灾害中滑坡是最主要的一个方面，因此本文有必要对边坡稳定性进行比较深入的研究和分析，希望能够对岩石工程的广大学者和设计人员起到借鉴作用。
1、边坡稳定性分析评估方法1.1定性分析方法此方法根据对边坡的历史形成进行分析来推断边坡的未来发展状况，分析边坡的主要力学原理，包括以下方法：1.1.1图解法。
投影图法是应用赤平极射投影理论，比较常用的有实体比例投影图和赤平极射投影图，应用于岩体稳定性的计算。
1.1.2自然历史分析法是对岩坡形成过程中各种毁坏状况和稳定性的影响因素以及边坡发育的地质因素进行研究，掌握边坡发展状况，对边坡的整体状况进行判断和预测。
边坡工程数据库是一种计算人工实坡、自然斜坡的计算机应用软件，在其基本原理上又发展出了专家系统和工程类比法等。
1.2定量分析方法定量分析方法有确定性分析法和不确定性分析法。
确定性分析法包含极限平衡分析法及数值分析法;不确定性分析法包含可靠度分析法、灰色系统评价法及模糊综合评价法。
1.2.1极限平衡分析法。
极限平衡分析法是将有脱离趋势的岩体划为小块体，通过这些小块达到静力平衡时所要求的岩体抗力，求得稳定性安全系数，建立平衡方程的分析方法。
大概包含不平衡推力法、滑楔法等。
此方法经历了二维空间和三维空间的两个阶段，把地震等其他因素的影响也包含在内，建立了锚固岩体边坡的滑体计算模型。
1.2.2数值分析法。
数值分析法在边坡稳定性分析研究中已经应用得非常广泛，将应用数学和计算机技术相结合产生了可喜的研究成果，例如边界元法、数值流行法、离散元法、非连续变形分析法。
这些方法把岩体内部力的关系变化考虑在内，建立数学模型寻找边坡稳定性的可行性方案。
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第14卷 第3期2016年6月南水北调与水利科技S outh 2to 2North W ater Transfers and Water Science &Techn ology V ol.14N o.3Jun.2016水文地质与工程地质收稿日期:2015212206 修回日期:2016203215 网络出版时间:2016205205网络出版地址:http://w w k /kcms/detail/13.1334.T V.20160505.1133.015.h tm l 基金项目:国家自然科学基金(51468008)Fund:Nation al Natu ral S cien ce Foundation of China(51468008)作者简介:宋鑫华(19892),男,江西婺源人,主要从事岩土工程方面研究。
E 2mail:984017992@ 通讯作者:包 太(19722),男,吉林通化人,教授,主要从事岩土工程、地基基础的教学、科研和工程实践工作。
E 2mail:297918@DOI:10.13476/ki.nsbdqk.2016.03.024宋鑫华,包太,庄锦亮,等.基于尖点突变理论的土质边坡稳定性分析[J].南水北调与水利科技,2016,14(3):1382143,168.SON G Xin 2hua,BAO T a i,ZHU AN G Jin 2liang ,et al.Stability analy sis of so il slo pe based on cusp catastro phe theor y[J].So ut h 2to 2N ort h Water T r ansfers and Water Science &T echnolog y,2016,14(3):1382143,168.(in Chinese)基于尖点突变理论的土质边坡稳定性分析宋鑫华,包 太,庄锦亮,刘 豪,彭鸿湖(贵州大学土木工程学院,贵阳550025)摘要:边坡稳定性判断历来是工程的重点内容,通过实用化的正交设计原理进一步对边坡试验方案进行优化,采用黏聚力c 、内摩擦角U 、坡角B 、坡高H 、容重C 、以及孔隙水压比C w 六类因素以及相对应的五水平进行试验,然后通过强度折减法计算边坡的安全系数大小,最后通过用尖点突变理论中的突变级数法进一步判断分析边坡稳定性,发现单一基于有限元强度折减法计算安全系数的值来判断边坡稳定性的局限性,从而得出基于尖点突变理论与有限元强度折减法综合判断边坡稳定性的准确性、实用性。
关键词:尖点突变;强度折减法;正交试验设计;边坡稳定性中图分类号:U 416.1 文献标志码:A 文章编号:167221683(2016)0320138206Stability analysis of soil slope based on cusp catastrophe theorySO N G Xin 2hua,BAO T ai,ZH U A NG Jin 2liang ,L IU H ao,P ENG H ong 2hu (School of Civ il Eng ineer ing ,Guiz hou Univer sity ,Guiy ang 550025,China)Abstract:Slo pe stability judg ment is o ne o f the most impor tant aspects o f the pro ject.T hro ug h the practical application of the pr inciple of o rthog onal desig n to fur ther o ptimize the slo pe ex periment scheme,six facto rs including the cohesion of C,internal friction ang le U ,slope B ,slo pe heig ht H,bulk density C ,and poisso n c s ratio C w ,and related five levels wer e used in the ex per i 2ment.T hen the safety factor o f slope w as calculat ed by st reng th subtractio n.At last ,by mutation pr og ression metho d in the cusp mutat ion theor y,the slo pe stability w as fur ther judg ed and analyzed.It is fo und that the slo pe stability judg ed and ana lyzed by the safety fact or w hich was calculated only based on the f inite element st rength r educt ion had some limit at ions,so it was o f accuracy and practicability to comprehensively judg e the slope stability based on cusp catast rophe theo ry and finit e element st reng th reductionKey words:cusp catastr ophe;st rength r educt ion method;or thog onal ex per imental design;slope st abilit y边坡工程是工程建设过程中一个古老而常新的问题,边坡失稳引起的滑坡、崩塌灾害带来巨大的生命和财产损失,故对边坡稳定性研究具有重要的工程实用价值。
根据文献[1]可知,边坡稳定性研究的不确定性主要来自三个方面,分别是岩土体本身固有的不均匀性、工程参数量测和取样引入的误差、模型不准确引起的不确定性。
工程界广泛采用稳定安全系数这样的安全度指标来进行边坡的稳定性评价,而传统的极限平衡法计算边坡的稳定性必须事先知道边坡的滑动面位置以及形状。
虽然均质土坡可以通过相应的优化法[2]来搜索危险滑动面,但是其比较繁杂。
国内专家学者郑颖人等[3]提出了采用#138#有限元强度折减法对均质土坡进行系统分析,证实其可行性,而其在文献[4]中根据3个判据来确定有限元中边坡是否处于整体破坏,分别是以有限元静力平衡计算不收敛作为边坡整体失稳的标志;以塑性区(或者等效塑性应变)从坡脚到坡顶贯通作为边坡整体失稳的标志;土体破坏标志应当是滑动土体无限移动,此时土体滑移面上应变和位移发生突变且无限发展。
又有专家学者陈国庆[5]指出基于强度折减法对边坡稳定性进行分析只能得到单一静态安全参数,并且强度折减法在模拟计算中获得的塑性区过大的问题而采用动态强度折减法对其滑动面进行搜索。
肖锐铧等[6]针对大型边坡的多级滑动面、多个滑动方向的特点采用局部强度折减确定多种破坏模式,更加符合真实的破坏形式。
从以上这些基于强度折减法的运用以及相应的改进来判断边坡的稳定性表明,边坡的整体强度折减法相对应的局限性。
由于边坡稳定的影响因素有结构面在边坡破坏中的作用、边坡外形改变对边坡的影响、岩土体力学性质的改变对边坡稳定性的影响、各种外力直接作用对边坡稳定性的影响这四种主要的影响因素。
考虑到边坡稳定性的影响因素很多,本文仅考虑边坡本身的物理力学性质对其稳定性的影响,即是理想状态下对土质边坡稳定性的研究,故只考虑土质边坡的黏聚力c、内摩擦角U、坡角B、坡高H、容重C、以及孔隙水压比C w六类指标。
根据正交试验设计原理对这六类指标进行安排实验,利用有限元的强度折减法计算出其边坡稳定性安全系数,然后运用尖点突变理论对边坡稳定性进行定性、定量的分析,最终确定边坡的稳定状态。
1基本原理1.1正交试验设计原理根据文献[728],正交试验设计(Orthogo nal ex2 perimental design)是研究多因素、多水平的又一种设计方法,此实验是依据正交性原理从所有的试验中挑选出具有代表性的部分点进行试验,且这些点必须具备有/均匀分散,齐整可比0的特点。
正交试验是在数理统计、实践经验、以及概率论的基础上,应用标准化正交表安排相关的试验方案,并分析计算试验结果,最后迅速找到优化方案。
正交试验设计作为一种科学计算方法,可以高效处理多因素优化问题,涉及到工程的各个领域的研究。
本文针对六个因素、五个水平的试验,假如考虑到每个因素每个水平的全面试验,必须做试验次数为56=15625,根据表1的各因素的水平表情况,采用表2所示的正交表L25(56)见表2。
表1具体试验参数的选取T ab.1Selection of specific exp erimental parameters因素黏聚力c/kPa内摩擦角U/(b)坡角B/(b)坡高H/m容重kN#m23孔隙水压比C w 水平1002010160.1水平250103050170.2水平31002040100180.3水平41503050200190.4水平52004060250200.5 1.2有限元强度折减法(材料强度储备系数)根据文献[124]:岩土坡沿着某一滑裂面的稳定系数F s定义为:将岩土体的抗剪强度指标降低为c c/F s,tan U c/F s,当沿着此滑裂面的岩土体处处到达极限平衡时对应的折减系数F s即为稳定系数(亦称为材料强度储备系数)。
在非线性有限元边坡稳定分析中,通过不断降低岩土c、U值,直到破坏,此时的折减系数即是边坡稳定安全系数。
c c=c/F s,U c=arctan(tan U/F s)随着计算机技术的不断发展,计算机计算速度提高,使得大型岩土材料的非线性弹塑性有限元软件M ADIS/GTS快速发展,基于其强大的前后处理功能越来越强大,故可以采用M ADIAS/GTS软件中的基于有限元的强度折减法来计算边坡的稳定安全系数。
在应用GT S对边坡稳定性进行三维分析中,采用摩尔2库伦等面积圆准则[324],为了在有限元中实现不同的屈服准则可以通过变换不同的A、k的表达式,考虑到本文中平面上的摩尔库伦不等角六角形与D2P圆的面积相等的要求,可以选用A、k的表达式[3]如下:A=23sin U/23P(9-sin2U),k=63c sin U/23P(9-sin2U)1.3尖点突变理论突变级数法[9210]是一种对评价目标进行多层次矛盾分解的方法,把模糊数学理论与突变理论相结合求得突变模糊隶属函数,再依据归一公式进行综合量化运算,最后求出总的隶属函数,是一种对评价目标进行排序分析的综合评价方法。