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原文传递西南山区高速铁路路堑高陡边坡安全性评价体系研究及其应用

论文题名：	西南山区高速铁路路堑高陡边坡安全性评价体系研究及其应用
关键词：	高速铁路;高陡边坡;安全性评价;粗糙集理论;主控因素;支持向量机
摘要：	随着国民经济的快速发展以及国家交通基础设施建设力度的加大，高速铁路的建设已经成为我国近期工程建设的重要内容。其中西南山区拟建、在建的有贵广、成渝、兰渝、成贵、成西等高速铁路，由于建设需要，沿线形成了大量的路堑高陡边坡，改变了岩土体原有的地质环境平衡，在环境与工程因素影响下，极易产生边坡失稳和垮塌等地质灾害，对铁路交通基础设施及运营安全造成极大的危害。因此，研究科学且实用的西南山区高速铁路路堑高陡边坡安全性评价方法，为西南山区铁路路堑边坡的建设与运营安全提供依据，很有必要。　　论文主要是以铁道部重点科研项目-高陡边坡运营安全防灾监控及报警系统技术研究(2010G018-E-4)为依托，通过对西南山区铁路(贵广、兰渝、成绵乐三条铁路)沿线实际地质资料调研分析、边坡安全性评价方法的对比分析、边坡安全稳定性影响因素以及边坡安全性主控因素及其权重等的相关研究，建立了西南山区高速铁路路堑高陡边坡安全性评价体系。通过对贵广铁路、兰渝铁路、成渝铁路以及成绵乐城际铁路沿线的高陡边坡安全性评价应用，得出本文建立基于粗糙集-支持向量机的西南山区边坡安全性评价方法是合理可行的。论文取得的主要成果如下：　　1.通过对比分析了现有的定性分析方法、定量分析方法和不确定性分析方法这三大类边坡安全稳定性分析评价方法及其优缺点，得出基于粗糙集、支持向量机的边坡不确定分析方法，在解决边坡工程中出现的大量模糊性和不确定性因素，样本数量有限等问题方面具有独特优势。　　2.通过查阅文献资料和现场调研资料的整理分析，依据科学合理的分析与判释，按照边坡安全稳定性影响因素的重要性，分别建立了西南山区铁路土质边坡和岩质边坡安全性评价的三级指标体系，为边坡安全性评价主控因素的分析奠定了基础。　　3.采用粗糙集理论属性约简的思路与方法对边坡安全性评价影响因素进行了约简分析，得出了西南山区铁路岩质路堑边坡安全性评价主控因素为边坡坡度、岩体基本质量、坡面与主要结构面产状关系、边坡支护情况和降雨因素；土质路堑边坡安全性评价的主控因素为边坡坡度、内聚力、内摩擦角、边坡支护情况和降雨因素。分析表明，约简后的边坡安全性评价主控因素可较全面的反映西南山区边坡安全稳定性的主要影响因素，为建立基于主控因素的边坡安全性评价体系打下基础。　　4.利用粗糙集理论中的属性重要度的概念，给出了西南山区铁路土质边坡和岩质边坡安全性评价各主控因素的相对权重值。通过权重值的大小可以很清晰的反映评价指标间的相对重要程度排序，并在后续评价模型的建立中考虑各主控因素权重，提高了模型的训练预测精度。　　5.利用支持向量机理论训练建立了边坡安全性等级和边坡安全性评价主控因素之间的映射关系，构建了基于粗糙集-支持向量机理论的西南山区铁路边坡安全性评价模型。利用该评价模型，基于现场勘查调研，只需要输入铁路沿线边坡安全性评价各主控因素的相应量值，就可以快速、准确且批量的输出边坡安全性的评价等级，大大降低了边坡现场勘查调研工作任务量，显著提高了边坡安全性的评价效率。　　6.将基于粗糙集-支持向量机理论的西南山区路堑高陡边坡安全性评价方法应用于西南山区贵广铁路、兰渝铁路、成渝铁路以及成绵乐城际铁路沿线高陡边坡的安全性评价，并与专家经验法进行比较，验证了本模型及安全性评价系统的合理性和实用性。
作者：	陆钰彬
专业：	建筑与土木工程
导师：	罗书学
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文