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近年来,随着我国现代化建设事业的不断发展,滑坡灾害越来越严重地影响到人民的生命财产和工程建设。滑坡灾害,已对人民的生命财产安全和经济社会的可持续发展构成了重大的威胁。因此,持续地进行滑坡灾害风险评价研究变得十分必要。在这种情况下,本文对常用的滑坡灾害评价理论和方法进行了概括和总结,并对评价方法的发展趋势做出了分析。通过分析发现在目前单体滑坡的风险评价研究过程中,由于滑坡灾害系统所处地质条件的复杂性、多样性、不均匀性还有诸多环境因素或者人类活动对滑坡灾害系统影响的复杂性,不确定性,目前人们还难以用确定性的分析方法对滑坡灾害危险性进行十分精确的定量评价。于是,本文尝试使用混合遗传神经网络结合蒙特卡罗数值模拟方法将这种不确定性表达出来,并借助数理统计的方法用概率的方式进行更准确的反映滑坡灾害的风险,最后利用这种方法对官地滑坡A区进行了灾害评价。
在边坡样本数据的搜集组织处理中,首先依据神经网络功能与样本数量的关系确定了样本规模,并搜集了足够可信的样本数据,将样本数据按照应用目的的不同,划分为训练和测试两个部分。其次针对人工神经网络输入参数量纲不一,数值大小差别较大的情况进行了无量纲化处理。在对参数的无量纲化处理中,在对于目前使用较多的多种无量纲方法的总结分析后发现这几种方法并不适合本文搜集到的边坡样本数据。为了更好地改善边坡样本数据的分布,同时遵循最简化原则,本文针对边坡高度一项提出了能够良好改善其分布特征的无量纲化方法,而对其它分布大致均匀的参数依然采用了线性无量纲化方法。
在人工神经网络的结构设计时,为了有效确定隐含层神经网络单元数目,本文对有关公式和经验进行总结后发现其在确定隐含层单元数目时互相矛盾,结论不统一,可信性不强。为此,进行了大量的试算,通过各种试算结果的对比分析,最终确定了隐含层神经网络单元数目。
在人工神经网络建立后,为了改善其权阈值随机初始化可能导致的局部最优结果,本文引入了遗传算法,结合遗传算法的全局搜索能力,对原神经网络进行了优化。并且接着对优化后的混合遗传神经网络进行了分析,又结合测试样本数据对该混合遗传神经网络进行了测试,测试结果发现稳定系数位于[0.6,1.63]区间时,由于样本分布较为均匀,密集,网络学习比较充分,对于样本数据中蕴涵的映射关系理解比较清楚,在测试中也表现出了网络所具备的较高的精度,而稳定系数位于其它区间时则由于样本数据数量不够,分布不理想等原因,精度较差,达不到应用的要求。
为了在实际应用中能够反映各参数数据的变异性,本文将已建立并经过测试的混合遗传神经网络与蒙特卡罗随机模拟方法进行了结合,并利用该方法对官地滑坡A区进行了灾害风险评价。评价过程中,根据既定的神经网络输入输出参数情况对官地滑坡A区地质模型进行了一定简化,并根据勘察资料确定了各输入参数。特别地,由于在影响滑坡稳定的各岩土参数中。对可靠度分析成果影响最大的主要是土体的抗剪强度指标粘聚力C和内摩擦角(),而土体的重度γ因其变异系数较小,将重度γ作为常量来处理不会带来过大的误差。因此,选取C、()作为随机变量。对于粘聚力和摩擦角两项参数,本文详细地统计了其试验资料中各组数据的变异性,以均值和方差反映这种变异性。按照蒙特卡罗随机模拟方法,本文首先确定了抽样次数为1000,接着针对这两项参数进行了抽样和变换,生成了具有正态分布特征的1000组随机参数。将这1000组随机参数与其它几个参数进行结合,得到了1000组输入,然后利用已经训练好的混合遗传神经网络再将这1000组输入进行仿真计算,得到了1000组输出。在对其中稳定系数的统计分析后发现,产生的稳定系数只是大致地服从正态分布,而不是严格地正态分布,因此,本文又利用正态分布函数对原稳定系数的分布曲线进行了拟合,以在一定程度上纠正由于抽样量较少等原因造成的影响。最后利用拟合后的曲线求得了综合稳定系数和破坏概率值。同时,为了评价该方法的精确程度,本文又将综合稳定系数与其它软件的两种计算结果进行了对比,发现该方法的精度已基本上能够满足应用要求。
在官地滑坡承灾体易损性评价中,本文分为三个步骤进行了评价分析。首先对承灾体进行了确定,在确定承灾体对象之前对于承灾体类型的划分和灾害影响范围进行了简单的分析;其次是承灾概率的确定,按照如果滑坡将要达到或者影响到承灾体所在或潜在位置,那么承灾概率是1,以承灾概率在0~1之间表示滑坡将要达到或者影响某一承灾体的可能性的方法对承灾概率进行了确定,对于本文来说由于承灾体都位于滑坡体上,因此承灾概率确定为1;然后是承灾体价值计算,在依照前人总结确定了各承灾体的价值损失率之后,又对各承灾体对象的价值进行了确定,最后结合前两步分析结果计算出了承灾体价值损失程度。其中,在人员价值确定时,考虑到现有的人力资本法、支付意愿法难以适应实际情况,因此,本文结合人身伤亡赔偿方法的有关概念,提出了一种较为适应实际的确定方法,经过分析认为,该方法不仅能够为赔偿主体所接受,也能从整体上更易于为赔偿对象所接受。最后,结合危险性分析结果,计算得出了官地水电站温泉村滑坡A区的总风险值。