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我国是一个多震国家,地震作用下软土地基将发生震陷,引起建筑物局部或整体沉陷,对建筑造成破坏,给人类社会造成巨大的损失。厦门地区软土发育,常见为淤泥、淤泥质粘土、泥炭层等粘性土,大致分布于泉州-汕头地震带中段,历史上曾经遭受邻区强震和台湾地震带内的强震的影响而产生不同程度的破坏。然而,目前国家相关规范并没有给出明确计算软土震陷量的公式,而且已有的经验公式往往参数较多,需要经过大量的试验来确定这些参数。针对这种情况,本文通过基于模糊数学法和层次及聚类分析理论对厦门地区软弱土的震陷情况进行相关分析,目的在于精简计算所需参数种类,力争依据较少的参数来研究软土震陷问题,为厦门市软土区的防震减灾提供理论支撑。针对厦门地区软土地质的具体情况,本文所做相关工作有如下几点:
1、本文首先论述了软土震陷评价在地质灾害防治工作中的意义,分析了本文选题的目的和意义,结合国内外软土震陷评价方法的研究进展,提出本研究课题的研究内容、方法及创新点,通过新的评价方法解决厦门市环太平洋地震带软土的震陷评价与分区问题。
2、在进行了大量的现场勘察工作、充分收集检测资料及对以往成果深入研究的基础上,阐述了厦门市的地形地貌形态,分析了厦门地区地质地貌的区域分布格局,深入了解厦门市软土的主要类型、分布特点以及软弱土层的出露特点和规律性。通过现场的检测试验得出厦门市软土的物理力学特征及物理力学指标,为本文采用新方法评价软土震陷提供基础资料。
3、在获取了大量的现场试验数据资料的基础上,采用模糊数学法,依靠MATLAB软件来实现对软土震陷的模糊综合评价,评价过程中,选取了层底埋深、饱和度、天然空隙比、快剪粘聚力和稳定水位埋深等五项作为评价因素建立危险等级隶属函数,对厦门市的7个分区分别进行了评价。
4、采用层次及聚类分析理论将半定量、半定性的问题转化为定量计算问题加以解决。本文在对现场真实的测试数据进行预处理后,利用SPSS软件对26个样本参数进行了两两相关性分析,最终将参数样本精简为5个,用于评价分析,然后利用聚类分析中的快速聚类法对厦门市7个分区的软土震陷进行评价,并将评价结果与模糊数学学法的评价结果进行比较,分析两种评价方法的一致性。
5、针对厦门地区软土的特点提出了消除软土震陷危害的工程措施建议,并对软土震陷的分析方法提出了展望。
6、本文的创新点有:
a、采用较少的评价参数,通过模糊数学法建立软土震陷因素危险等级隶属函数,将软土震陷分为严重、中等、较轻三个等级,评价厦门市7个分区软土震陷的分级情况。
b、采用层次聚类分析法对评价参数进行两两相关性评价,从而精简参数个数,利用快速聚类分析法,对厦门市7个分区进行软土震陷评价。
c、将两种方法进行比较,分析评价结果的一致性。