公路边坡信息综合管理与安全评判决策

论文摘要

随着国民经济发展水平的不断提高,在大规模的道路交通建设浪潮中,山地丘陵区由于高等级公路建设而致边坡地质灾害问题愈来愈突出,尤以滑坡为主要表现形式,给工程建设、交通运输和人民生命财产带来极大危害和重大损失。因此,为解决高等级公路边(滑)坡灾害问题,并消除其不利影响,则展开综合防灾评判决策研究,形成系统的灾害防治及评判决策技术与方法,具有重要的研究意义与现实意义。本文通过详细调查分析、安全监控量测、系统开发应用、理论基础研究、决策模型构建、确定力学计算等方法,深入系统地开展边坡信息综合管理与安全评判决策研究,进行边坡信息综合管理与评判决策支持系统开发与应用,展开边坡信息管理分析与WebGIS平台查询索求,研究并开发滑坡综合评判决策系统,确立滑坡稳定评判与治理决策技术方法,进行滑坡治理稳定状态与安全效果评价研究,为综合防灾决策和科学评价提供理论基础和技术支持。通过研究,本文解决的主要内容和取得的创新成果具体如下：(1)结合边坡信息综合管理与防灾评判决策研究需求,进行边坡信息综合管理与评判决策支持系统开发研究,实现信息管理与处理分析、资源索求与查询、综合防灾评判决策研究,为灾害评价、防治决策、技术支持和资源索求提供可行的技术平台。(2)结合边坡信息管理分析与查询索求系统,展开边坡信息管理分析与WebGIS平台查询索求,并对浙江省公路沿线边坡进行具体工程实践应用,综合表明系统具有较高的推广应用价值,完全能够满足实践需求。(3)为实现滑坡动态现状分析、变化趋势预测和稳定性状研究,研究并开发滑坡综合评判决策系统,着重研究其功能实现的分析应用方面,并应用于解决实际滑坡灾害问题,实现其多元信息的综合分析与耦合研究。(4)针对滑坡工程治理区划问题,构建稳定性区划综合决策模型进行其稳定性综合区划研究,实现稳定性分区和影响因子分析,确定滑坡整体分为深层易滑区与浅层坍塌区；同时,为了研究滑坡深层易滑区的整体稳定性状况,建立多重属性区间数决策分析模型进行整体稳定系数区间计算,确定其整体稳定性差。(5)针对碎石土滑坡灾害类型,展开其综合治理决策研究,建立综合治理及评价决策的技术方法,进行滑坡治理规划及稳定性分析,并对其工程治理开展决策评价分析,结果表明滑坡防灾处治科学合理,能满足工程安全要求。(6)针对滑坡历经治理的稳定状态分析问题,实现基于变形时序信息的稳定状态区间分析确定,同时建立多因素多层次体系结构,构建综合评判决策模型进行多因子多层次综合决策研究,确定滑坡历经综合治理处于基本稳定状态。并且建立一种新的基于优先关系排序一二元相对比较法的权重计算确定方法。(7)针对滑坡历经治理的稳定状态预测和效果评价问题,基于其变形时序信息,构建分形预测模型进行滑坡治理稳定状态预测及其效果评价分析,结果表明滑坡综合治理效果显著,维持其安全稳定状态具有持久性和长期性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 边坡灾害安全监测技术与方法研究现状
• 1.2.2 GIS技术在边坡灾害中的应用研究现状
• 1.2.3 边坡灾害管理与分析系统研究现状
• 1.2.4 滑坡稳定性分析方法研究现状
• 1.2.5 滑坡防灾处治方法研究现状
• 1.2.6 非确定性分析理论在滑坡中的应用研究现状
• 1.3 目前边（滑）坡研究存在的问题
• 1.4 研究目标与研究内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 主要研究内容
• 1.5 论文主要创新点
• 2 边坡信息综合管理与评判决策支持系统
• 2.1 边坡信息属性分类
• 2.2 系统集成开发
• 2.2.1 系统开发基础
• 2.2.2 系统体系结构
• 2.3 信息数据库系统设计
• 2.3.1 系统目录配置
• 2.3.2 数据库连接与访问机制
• 2.3.3 数据字典关联体系
• 2.4 系统功能结构
• 2.4.1 信息流程控制
• 2.4.2 组成功能系统
• 2.5 本章小结
• 3 边坡信息管理分析与WebGIS平台查询索求
• 3.1 系统体系结构
• 3.1.1 基本框架体系
• 3.1.2 技术方案设计
• 3.2 系统功能应用
• 3.2.1 综合管理与数据处理
• 3.2.2 WebGIS平台查询索求
• 3.2.3 信息决策分析与应用研究
• 3.3 工程实践应用
• 3.3.1 系统应用概况
• 3.3.2 地图基本操作
• 3.3.3 滑坡综合属性管理
• 3.3.4 监测数据管理分析
• 3.3.5 工程可视化分析
• 3.3.6 灾害专题评估分析
• 3.4 本章小结
• 4 滑坡综合评判决策系统开发
• 4.1 系统集成开发设计
• 4.1.1 系统开发模式
• 4.1.2 系统体系结构
• 4.2 系统功能结构
• 4.2.1 功能模块耦合与集成
• 4.2.2 系统功能应用
• 4.3 数据资料的系统分析应用
• 4.3.1 基础数据源处理
• 4.3.2 地形信息分析
• 4.3.3 虚拟地景研究
• 4.3.4 综合评判决策
• 4.3.5 变形趋势预测
• 4.3.6 稳定性计算分析
• 4.3.7 系统应用说明与工程验证
• 4.4 程实践应用
• 4.4.1 土石方量计算
• 4.4.2 地质剖面分析
• 4.4.3 虚拟地景研究
• 4.4.4 稳定性流固耦合研究
• 4.5 本章小结
• 5 滑坡稳定评判与治理决策
• 5.1 滑坡稳定性综合区划研究
• 5.1.1 综合决策模型构建
• 5.1.2 流程结构与程序实现
• 5.1.3 研究对象集和模型决策参数
• 5.1.4 滑坡稳定性综合区划分析
• 5.1.5 滑坡工程治理评价
• 5.2 滑坡整体稳定性分析研究
• 5.2.1 多重属性区间数决策分析模型构建
• 5.2.2 流程结构与程序实现
• 5.2.3 研究对象集与影响因素集
• 5.2.4 整体稳定系数区间确定
• 5.2.5 宏观迹象对比验证
• 5.3 碎石土滑坡综合治理决策研究
• 5.3.1 研究技术路线
• 5.3.2 变形破坏机制研究
• 5.3.3 滑坡治理规划及稳定性分析
• 5.3.4 滑坡工程治理决策评价分析
• 5.4 本章小结
• 6 滑坡治理稳定状态与安全效果评价
• 6.1 基于变形的滑坡治理稳定状态区间研究
• 6.1.1 模型理论基础
• 6.1.2 流程结构与程序实现
• 6.1.3 治理稳定状态区间分析确定
• 6.2 滑坡治理稳定状态多因子多层次综合决策研究
• 6.2.1 层次体系结构构建
• 6.2.2 综合评判决策分析原理
• 6.2.3 流程结构与程序实现
• 6.2.4 多因子多层次综合评判决策分析
• 6.2.5 模糊加权安全度确定
• 6.2.6 计算对比验证
• 6.3 滑坡治理稳定状态分形预测及效果评价
• 6.3.1 分形预测模型
• 6.3.2 稳定状态分形预测及效果评价
• 6.3.3 实测对比验证
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 主要研究结论
• 7.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读博士学位期间主要研究成果
• 攻读博士学位期间参与主要科研项目