摘要：本文结合工程实例，对崩塌风险性评估进行了研究和分析，具有较强的针对性和价值性，供参考。 关键词：崩塌地质灾害；层次分析法；评价指标 Abstract: combining with practical engineering, the risk of collapse assessment research and analysis, and has strong targeted and value sex, for reference.
Key words: geological disasters collapse; Analytic hierarchy process (ahp); Evaluation index
中图分类号：S429文献标识码：A 文章编号：
1引言
崩塌主要发育于山区高陡边坡，危崖突石地段，影响崩塌的因素诸多，形成崩塌类型也不同，因此对崩塌的风险性评估建立在不同的基础。
某铁路地处我国陆地地势三级阶梯中的一、二级阶梯之间，线路主要辗转于四川盆地至云贵高原的过渡带。由于受青藏高原隆升的影响，该段现处在强烈抬升期，山高坡陡，水深流急，地形地质条件十分复杂，地质灾害频繁。自建成通车以来，饱受崩塌落石、滑坡、泥石流等地质灾害和地震灾害的困扰，对铁路安全运营造成一定威胁。
2地质条件
2.1地形地貌
该铁路K242-K331，主要在甘洛境内，铁路线路海拔高程起伏较大，地貌上主要属中低山河谷地貌。
铁路沿线左侧靠近牛日河，河流自铁路大里程向小里程方向径流，K242-K250段植被覆盖一般，部分基岩裸露，K250-K331断靠近甘洛县城一段基岩基本裸露，途径隧道较多。
2.2地层岩性
区域出露地层主要为第四系以沟谷阶地，冲洪积及地表坡残积层，、第三系为一套半胶结的砾岩、侏罗系、三叠系、二叠系、泥盆系、奥陶系、寒武系。区域以砂岩为主，以及志留系的灰岩、页岩出露较多。
2.3地质构造
该铁路沿线地质构造具有多期性和继承性，褶皱构造，背斜多紧密，向斜多宽缓，有被切割的现象，断裂两盘也有再次褶皱的现象，拥有复杂的地址构造，该段铁路主要有四大褶皱，七大断裂构造带。
2.4水文地质条件
水文地质条件可分为大渡河、牛日河谷区和山区。大渡河及牛日河谷区于路肩高程以下，不构成对崩塌发育的影响。山区按含水层性质，可分为孔隙水、裂隙水、和岩溶水三种类型。区域降雨量充沛，大气补给对崩塌发育产生较大的影响。
3研究区崩塌灾害类型
研究区内已查明发育有60处崩塌、落石工点，主要集中在隧道的进出口段，以及高陡边坡处。崩塌主要发生在45°～70°的斜(边)坡中、上部，构成斜(边)坡的岩性多为页岩、砂岩和粉砂岩、泥灰岩居多。研究区内发生崩塌的斜坡多为天然斜坡，褶皱及断裂发育，且坡体表面岩石裸露，风化强烈，节理裂隙发育。研究区内主要典型崩塌类型有滑移式崩塌、拉裂式崩塌、错断式崩塌、滚落式崩塌等四种崩塌形式，各类崩塌形式常常组合发育。
4基于综合指数法对崩塌危险性分析与评价
4.1评估方法
该文中进行危险度评估时运用的是基于层次分析的综合指数法。综合指数法的模型如下：
（1）
式中， 为第i单元的“危险度”指数；i为评价因子；为第i个评价因子的权重；为第i单元评价因子在第i单元的赋值；n为评价因子数。
在该模型中，权重的确定可以采用AHP法。作用指数是表示各因子在危险度判别中，是一个相对比较的数，是定性分析的定量表示。本文中危险因子等级一般用极大(极高)、大(高)、中、小(低)等来定性描述，并初步赋予各等级如下定值：极大(极高)为0.8，大(高)为0.6，中为0.4，小(低)为0.2。
4.2层次分析法原理
层次分析法(AHP)，基本思想是将一个复杂问题层次化，并将这些因素按支配关系分组，把系统分析归结为最底层相对于最高层的相对重要性权值的确定。通过两两比较的方式确定层次中各因素的相对重要程度，然后综合确定决策因素权重的总排序。
(1)单层次模型结构。此模型由一个目标C及隶属于它的n个评价因素A1，A2，…，An和决策者组成。由决策者在这个目标意义下对这n个素进行评价，对它们进行优劣排序并做出相对重要性权衡，如图1所示。
图1单层次模型结构
(2)评价计算步骤。
1)造两两比较矩阵，如表1。
表1
式中aij表示对于Ck来说，Ai对Aj相对重要性的数值体，通常a可取1、2、…、9以及它们的倒数作为标度。
2)计算判断矩阵A的最大特征根λmax和其对应的经归一化后的特征向量W。即首先对与判断矩阵A求解最大特征根问题：
(2)
3)单层次判断矩阵A的一致性检验。由于客观事物的复杂性或对事物认识的片面性，判断矩阵很难有严格的一致性，但应该要求有大致的一致性。因此，在得到λmax后，还需对判断矩阵进行一致性和随机性检验，检验公式为：
(3)
式中，CR为判断矩阵的随机一致性比率；CI为判断矩阵一致性指标，由下式计算。
（4）
λmax为最大特征根，m为判断矩阵阶数；RI为判断矩阵的平均随机一致性指标。
RI由大量试验给出，对于低阶判断矩阵，取值如下表2所示。
表2 AHP平均随机一致性指标值
对于高于12阶的判断矩阵，需要进一步查资料或采用近似算法。即令
(5)
当CR＜0.1时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权值分配是合理的；否则，就需要调整判断矩阵，直到取到满意为止。
4.3评价因素的选择
崩塌稳定度受很多因素的影响，主要由物质组成、坡体结构，控制性结构面、边坡高度、风化程度、地下水及其状态，防治工程的合理性等。此外，边坡的集水状态、地质构造、地貌、降雨、坡度及人为条件等因素都对崩塌的稳定性有影响。结合该段铁路的特点选择岩性、坡高、坡度、岩体结构、地下水发育程度、不理结构面与坡面夹角、风化程度、既有防护措施的有效性八个因素作为崩塌危险度等级的评价因素。
图2崩塌危险度评价的层次结构模型
4.4评价过程及结论
4.4.1构建判别矩阵并计算权重
根据层次结构模型采用1～8度法，逐项就任意两个评价指标进行比较，同时参考专家意见，确定它们的相对重要性并赋以相应的分值，得判别矩阵A为：
表3
对于判断矩阵A：W=［0.261，0.17，0.261，0.084，0.084，0.035，0.062，0.041］T，
λmax=8.032由CI=(λmax－m)/(m－1)=0.0046，RI=1.41得CR=CI/RI=0.0033＜0.1，满足一致性检验，故上述的特征向量W可作为权向量。
即权向量集为：A={0.261，0.17，0.261，0.084，0.084，0.035，0.062，0.041}。
表4评价指标权重值表
指标 岩性 岩体结构 控制性不利结构面倾角 坡高 坡度 地下水发育程度 风化程度 既有防护措施
权重值 0.261 0.17 0.261 0.084 0.084 0.035 0.062 0.041
4.4.2根据综合指数法计算危险度
模型评判值
式中， 为崩塌危险度， 为判别因子的权向量， 为判别因子的作用指数。
DL≥0.74时，评价为极严重危险
0.61≤DL＜0.74时，评价为严重危险
0.37≤DL＜0.61时，评价为中等危险
DL＜0.37时，评价为轻微危险
结论
崩塌灾害是铁路工程中颇多且繁杂的问题，往往需要多种手段的综合分析治理。本文通过层次分析法得出各影响因素的权重，并结合成昆铁路崩塌数据计算说明，利用综合指数法分析评价崩塌的危险性，为后续地质灾害评价及防治提供了有利的方法。
参考文献：
［1］柳源．中国地质灾害(以崩、滑、流为主)危险性分析与区划［J］．中国地质灾害与防治学报，2003，14(1)：95－99．
［2］王莲芳，等．层次分析引论［M］．北京：中国人民大学出版社，2009．
［3］许树柏．实用决策分析法--层次分析原理［M］．天津：天津大学出版社，2007．
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