數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高速公路高邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用.pdf

1、滑坡是重大地質(zhì)災(zāi)害之一。有關(guān)資料表明：我國已發(fā)現(xiàn)新老滑坡近30萬處，其中災(zāi)害性滑坡1.5萬處，每年因滑坡災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失在10億元以上。因滑坡受災(zāi)或受威脅的，遍及全國20個(gè)省、自治區(qū)的300多個(gè)縣(市)?；碌陌l(fā)生不僅給國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成了重大的損失，還給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的威脅，因此，開展高邊坡穩(wěn)定性研究與預(yù)測，不僅具有重要的理論意義，而且具有重要的實(shí)際價(jià)值。 最近二十年來，高速公路等大型工程的建設(shè)中，伴隨著人類活動

2、的開展，滑坡發(fā)生的頻度顯著增加，而工程建設(shè)中積累的豐富海量數(shù)據(jù)為滑坡的穩(wěn)定性分析與預(yù)測研究提供了必要的基礎(chǔ)。因而，基于海量數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫中新發(fā)展起來的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)開展高邊坡穩(wěn)定性研究成為一個(gè)值得探索的新途徑。因此，本文圍繞“數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高速公路高邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用”問題，結(jié)合廣東某山區(qū)高速公路的典型高邊坡問題，通過數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹技術(shù)、聚類分析技術(shù)以及回歸技術(shù)等，對高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，旨在探討數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高邊坡穩(wěn)定分析

3、中的應(yīng)用特點(diǎn)，探索邊坡穩(wěn)定分析的新途徑。論文主要工作包括： (1)在系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)外數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出利用數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹技術(shù)、聚類分析技術(shù)以及回歸分析技術(shù)對高速公路高邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究的總體思路和內(nèi)容； (2)以廣東梅河高速公路為研究對象，結(jié)合某高邊坡深部水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，全面分析了高邊坡的數(shù)據(jù)(共24114條記錄)特點(diǎn)。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)既包含了不同的斷面信息，也包含了隨著監(jiān)測時(shí)間的變化，不同空間位置

4、和不同深度的位移變化等信息。通過數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹技術(shù)、聚類分析技術(shù)和回歸分析技術(shù)研究深部位移的發(fā)展趨勢，為高速公路高邊坡穩(wěn)定性分析奠定了基礎(chǔ)。 (3)選取K68+215～K69+970邊坡(左側(cè))、K95+520～K95+770邊坡(左側(cè))、K96+170～K96+391邊坡(左側(cè))等十個(gè)典型高邊坡的平均坡度、地層巖性、土體強(qiáng)度參數(shù)粘聚力C值、土體強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角φ值、土體密實(shí)度、風(fēng)化程度、水位升降作用、日降雨量、人類工程活動

5、等影響因素，利用數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹技術(shù)，對這些因素進(jìn)行了決策樹建模與分析，得到降雨量、平均坡度、C、φ、地層巖性以及人類工程活動是影響高邊坡穩(wěn)定性的主要因素。 (4)在(3)的基礎(chǔ)上，采用聚類分析技術(shù)對高速公路高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以邊坡的平均坡度及巖土體的強(qiáng)度參數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行聚類分析與建模，確定出了穩(wěn)定性較差的5個(gè)高邊坡；接著，以其中的兩個(gè)代表性高邊坡為對象，以每個(gè)邊坡中若干個(gè)代表性斷面的水平位移和斷面平面位置作為建立聚類模型

6、的兩個(gè)字段，依據(jù)聚類分析技術(shù)中的k-means算法，應(yīng)用SQL Server 2000數(shù)據(jù)挖掘工具，對水平位移變化范圍較大的斷面進(jìn)行聚類分析與建模，基于該模型，分析了水平位移變化較大的斷面和邊坡不穩(wěn)定概率最大的臨界位移值；最后，分析了落入該臨界值范圍之內(nèi)的邊坡斷面數(shù)量和超過該臨界值范圍的斷面數(shù)量，根據(jù)超出臨界值范圍的斷面分析確定出潛在的危險(xiǎn)性較大的斷面；通過將該方法應(yīng)用于梅河高速公路中某高邊坡的某些斷面潛在危險(xiǎn)性的分析，使數(shù)據(jù)挖掘聚類分