一種軟基處理方案的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)軟基處理所用設(shè)計(jì)方案 進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于軟土具有天然含水量高、壓縮系數(shù)高、剪切強(qiáng)度小、天然孔隙比大等缺點(diǎn)，處 理不當(dāng)將嚴(yán)重影響公路的安全和穩(wěn)定。隨著我國(guó)高速公路的大規(guī)模建設(shè)，工程中遇到的軟 土地基處理的問(wèn)題越來(lái)越突出，如何合理有效地處理軟土地基已成為公路建設(shè)中的一個(gè)關(guān) 鍵問(wèn)題。
[0003] 合理有效的處理軟土地基的前提是選擇合理有效的軟基處理設(shè)計(jì)方案，方案的選 擇是否得當(dāng)，會(huì)對(duì)工程的造價(jià)、工期和工程質(zhì)量帶來(lái)極大的影響，一旦選擇不當(dāng)，那么結(jié)構(gòu) 和基礎(chǔ)在施工過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)地基失穩(wěn)，并會(huì)產(chǎn)生較大的沉降和不均勻沉降等現(xiàn)象。這一 選擇如果單憑工程人員的個(gè)人主觀經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，顯然具有很大的局限性和盲目性，不可取。
[0004] 因此，對(duì)軟基處理設(shè)計(jì)方案的科學(xué)評(píng)價(jià)方法成為重中之重，亟待解決，科學(xué)的評(píng)價(jià) 結(jié)果將成為軟基處理設(shè)計(jì)方案選擇的一個(gè)重要參考。
[0005] 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在公路軟基處理方案智能決策方面進(jìn)行了一定的研究，將德?tīng)?菲法、層次分析法、灰色理論和模糊數(shù)學(xué)等理論應(yīng)用于工程實(shí)踐中，這些方法可以合理地將 軟基處理中的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、技術(shù)性指標(biāo)和環(huán)境影響指標(biāo)等判斷因素定量化，并進(jìn)行綜合決 策分析，取得了較好的效果。但是這些方法經(jīng)常被單獨(dú)用來(lái)進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，本身也存在一些 缺點(diǎn)，例如層次分析法是一種非常實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法，但其最大的缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮層 次元素之間的相互支配和反饋?zhàn)饔茫趶?fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用受到限制。單純采用模糊方法會(huì) 造成信息丟失，若僅采用灰色理論方法，則不能充分利用評(píng)價(jià)規(guī)則模糊性的特點(diǎn)，這兩種情 況都會(huì)造成評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際存在偏差。軟基處理方案評(píng)價(jià)較為復(fù)雜，因評(píng)價(jià)準(zhǔn)則存在模糊 性而需要采用模糊評(píng)價(jià)方法，又因評(píng)判者的能力與偏好不同，導(dǎo)致評(píng)價(jià)信息常帶有一定 灰度，因此在軟基處理方案分析過(guò)程中不僅需要考慮模糊性而且同時(shí)需要考慮灰色性。另 外，上述各種方法常采用德?tīng)柗品▉?lái)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其權(quán)重，使得最終評(píng)價(jià)結(jié)果多建 立在決策者評(píng)判的基礎(chǔ)上，過(guò)多依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法避免主觀隨意性，往往會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià) 的結(jié)果不一致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)確、合理、客觀的軟基處理方案的評(píng)價(jià)方法，為方案的 選擇提供可靠的依據(jù)。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述目的，發(fā)明人提供了以下技術(shù)方案。
[0008] -種軟基處理方案的評(píng)價(jià)方法，其步驟包括： 步驟1 :對(duì)現(xiàn)有的軟弱地基的類型、軟弱地基處理方案、處理效果進(jìn)行分析、歸類，初步 形成軟基處理方法源范例庫(kù)，通過(guò)軟基處理方案的目標(biāo)范例與源范例之間的類比，根據(jù)計(jì) 算獲得的軟基處理目標(biāo)范例與軟基處理源范例之間的相似性程度，獲得軟基處理目標(biāo)范例 初步的處理方法。
[0009]步驟2 :采用德?tīng)柗品ù_定初選的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其做法是，尋找相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)名 專家，就要預(yù)測(cè)的問(wèn)題向?qū)＜艺髑笠庖?jiàn)，之后進(jìn)行整理、歸納、統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果再匿名反饋 給各專家，再次征求意見(jiàn)，再集中，再反饋，直至得到穩(wěn)定的意見(jiàn)。
[0010] 步驟3 :以步驟2德?tīng)柗品ㄜ浕幚矸桨冈u(píng)價(jià)指標(biāo)體系函詢結(jié)果作為依據(jù)，采用層 次分析法（ΑΗΡ法）建立判斷矩陣，計(jì)算每位專家對(duì)指標(biāo)體系的權(quán)重判斷，根據(jù)每一個(gè)指標(biāo) 不同專家的權(quán)重判斷結(jié)果，采用熵權(quán)法對(duì)專家進(jìn)行賦權(quán)，計(jì)算專家對(duì)于指標(biāo)體系權(quán)重的綜 合判斷結(jié)果。
[0011] 步驟4 :采用模糊-聚類分析方法對(duì)步驟2和步驟3構(gòu)建的初選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn) 行分類，篩選出適合軟基處理方案評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。
[0012] 步驟5 :基于步驟2、步驟3、步驟4構(gòu)建的軟基處理方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其權(quán) 重集，采用灰色理論中的灰色關(guān)聯(lián)分析計(jì)算灰色評(píng)估權(quán)值；建立模糊權(quán)矩陣并應(yīng)用遺 傳算法對(duì)模糊權(quán)矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)和修正；采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法計(jì)算最終評(píng) 價(jià)結(jié)果。
[0013] 步驟2所述數(shù)名專家是指15-25名專家；步驟2所述穩(wěn)定的意見(jiàn)是指比較一致且 可靠性較大的意見(jiàn)。
[0014] 上述軟基處理方案的評(píng)價(jià)方法，步驟1的具體操作包括： 步驟1. 1，軟基處理方法的分類： 通過(guò)對(duì)大量的軟基處理工程實(shí)例的資料收集，對(duì)我國(guó)軟土分布、特征進(jìn)行歸納比較，分 析軟土地基鑒別的方法，確定每一個(gè)工程實(shí)例軟弱地基的類型并對(duì)軟土地基處理應(yīng)達(dá)到的 效果進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)每一個(gè)工程實(shí)例所用軟基處理方法進(jìn)行深入比較分析，按其原理性 質(zhì)和能夠處置的軟基深度范圍，歸納為淺層軟基處理方法（處置深度〈3m)、中層軟基處理 方法（3〈處置深度〈15m)和深層軟基處理方法（處置深度>15m); 步驟1. 2,軟基處理源范例庫(kù)的建立： 以軟基土體的物理力學(xué)特性指標(biāo)為主要考慮因素，選擇軟土的壓縮模量、軟土厚度、路 基填土和地表硬殼層厚度作為屬性參數(shù)，以每一個(gè)工程實(shí)例的屬性參數(shù)及軟基處理方式構(gòu) 成一個(gè)范例，建立常用的淺層、中層、深層軟基處理方法源范例庫(kù)； 步驟1. 3,數(shù)據(jù)歸一化處理： 定義存在η個(gè)軟基處理源范例，m個(gè)評(píng)價(jià)屬性值構(gòu)成屬性參數(shù)矩陣
為軟基處理源范例庫(kù)中第i個(gè)范例關(guān)于第j個(gè)屬性的值，對(duì)屬性 參數(shù)進(jìn)行規(guī)一化處理，歸一化公式為：

其中，?ΙΜΙ?:遞:?、旗敏尤,、分別為第j個(gè)屬性的最大值和最小值，為歸一 化后第i個(gè)范例關(guān)于第j個(gè)屬性的值； 步驟1. 4,目標(biāo)范例與源范例相似度計(jì)算： 軟基處理的目標(biāo)范例T與源范例之間的相似程度采用歐氏距離計(jì)算，計(jì)算公式如下：
其中，g為目標(biāo)范:例τ與源范:例庫(kù)中Hi個(gè)范:例之間的歐氏距離，，表示 源范例庫(kù)中第i個(gè)范例的第j個(gè)屬性的值；η為屬性總數(shù)；_y7< /j表示目標(biāo)范例T在第 j個(gè)屬性下的值；！.為第j個(gè)屬性的權(quán)重； 第j個(gè)參數(shù)的權(quán)重可由下列公式計(jì)算：
其中，^為第j個(gè)屬性的均值，為第j個(gè)屬性的均方差，￡^;:丨為第j個(gè)屬性的 變異系數(shù)，Wy為第j個(gè)屬性的權(quán)重。
[0015] 上述軟基處理方案的評(píng)價(jià)方法，所述步驟2的具體操作包括： 步驟2.1，調(diào)查問(wèn)卷設(shè)計(jì)： 根據(jù)目前工程實(shí)踐中常用指標(biāo)、有關(guān)文獻(xiàn)或研究工作中涉及的指標(biāo)、有關(guān)專家或?qū)I(yè) 人員提供的指標(biāo)等已有資料，按照指標(biāo)體系構(gòu)建原則確定備選指標(biāo)；將德?tīng)柗圃u(píng)價(jià)指標(biāo)體 系調(diào)查分為三個(gè)層面，即目標(biāo)層一準(zhǔn)則層一指標(biāo)層；最高層面為目標(biāo)層，該層是指標(biāo)體系要 達(dá)到的目標(biāo)，能夠科學(xué)、全面的評(píng)價(jià)軟基處理方案；中間層面為準(zhǔn)則層，該層是在軟基處理 方案各影響因素分析的基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步歸類整理，列出衡量達(dá)到目標(biāo)的各項(xiàng)準(zhǔn)則，即一級(jí) 指標(biāo)層；最低層面為二級(jí)指標(biāo)層，該層是將上一層面的各個(gè)準(zhǔn)則具體化，即做進(jìn)一步的解釋 說(shuō)明，明確具體的指標(biāo)名稱和計(jì)算處理標(biāo)準(zhǔn)；調(diào)查問(wèn)卷為開(kāi)放式設(shè)計(jì)，調(diào)查專家可以對(duì)指標(biāo) 進(jìn)行修改和補(bǔ)充，并闡明理由； 步驟2. 2,德?tīng)柗坪儯?根據(jù)德?tīng)柗品ǖ脑硪螅刚?qǐng)軟基處理領(lǐng)域?qū)Ρ菊{(diào)查有興趣并能夠愿意填寫(xiě)調(diào)查咨 詢問(wèn)卷的數(shù)名專家，保證相關(guān)專家對(duì)德?tīng)柗品ㄓ幸欢ǖ牧私夂湍軌蛟谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)參加本 調(diào)查的兩輪函詢；第一輪函詢?cè)诔醪綌M定的指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，綜合專家意見(jiàn)，重點(diǎn)對(duì)三級(jí)指 標(biāo)進(jìn)行取舍及補(bǔ)充，指標(biāo)的相對(duì)重要性采用5個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)分，以1、3、5、7、9分別表示從 "同樣重