基于云模型的长时停工隧道初期支护质量评价

为解决长时停工隧道初期支护质量评价中的定性概念与定量描述的转换问题,基于云模型理论,根据相关文献和标准规范,建立了长时停工隧道初期支护质量评价指标体系,并将评价因子进行等级分类,通过正向正态云发生器生成对应的云模型参数,再结合各评价指标的权重,获得云模型的综合确定度,最后利用最大隶属度原则确定长时停工隧道初期支护质量状态等级。基于该模型,对2个长时停工隧道初期支护进行了质量评价,结果表明:本文构建的长时停工隧道初期支护质量评价模型与模糊综合评价模型的评价结果相吻合,验证了云模型的可行性和合理性。     

基于云模型的隧道塌方风险等级评价

针对造成隧道塌方事故影响因子的复杂性和模糊性,基于云模型理论,选取影响隧道塌方风险的10项因子,建立了4个风险等级的隧道塌方风险评价模型。根据云模型的数字特征计算规则计算各因子隶属于不同风险等级的云模型数字特征,结合正向正态云发生器和各项评价因子的权重,获得云模型的综合确定度,最终由最大综合确定度确定隧道塌方风险等级。工程实例样本应用中,构建的隧道塌方风险评价云模型和模糊综合评价模型的评价结果相符,同时与相应的设计施工方案和施工安全风险评估报告的结果相吻合,表明该模型的可行性与有效性,体现出云模型中定性语言描述和定量数值间不确定转换的优点,且结果便于工程应用。     

基于贝叶斯网络的公路隧道服役状况诊断方法研究

隧道结构的服役状况评价结果直接影响隧道养护决策,为客观合理反映运营隧道衬砌的服役状况,基于已有研究成果和专家知识,运用层次分析法建立了由目标层、一级指标层和二级指标层构成的隧道结构服役状况评价指标体系,确定了隧道衬砌服役状况的4个评价等级。在此基础上,采用贝叶斯网络结构学习TAN方法并结合专家经验知识,建立了隧道衬砌服役状况评价的贝叶斯网络模型,并结合某隧道工程实例验证了该方法的有效性。结果表明,基于贝叶斯网络的评价模型能较好地反映隧道衬砌结构的服役状况。利用贝叶斯网络进行推理分析,能考虑评价指标之间的交互性,使得诊断结果更符合客观实际。     

基于可拓联系云模型的隧道塌方风险等级评价方法

为准确预测隧道塌方风险等级，基于塌方相关理论和工程实际，建立塌方风险等级评价因子体系，借助云理论中云雾化现象检验采用综合权重方法确定的评价因子权重，利用物元可拓理论与联系云模型实现评价因子定性与定量之间的转换，提出1种基于可拓联系云的隧道塌方风险等级评价方法。计算待评价物元与联系云模型间的综合确定度，结合模糊等级特征值确定塌方风险等级，并引入距离相似性判断风险的演变趋势。研究结果表明:可拓联系云模型评价结果与实际塌方风险等级一致，模型可以较好地适用于隧道塌方风险等级评价。     

基于云模型及粗糙集理论的围岩稳定性分级方法研究

围岩分级是隧道及地下工程岩体稳定性评价和安全风险控制的重要依据。针对围岩分级评价过程中评价指标自身的随机模糊性问题,结合云模型相关理论实现了围岩分级定性概念与各待评价指标隶属不同分级的确定度之间的自然转化。同时,充分考虑各个评价指标相对于最终围岩分级结果的重要度不同,利用粗糙集知识发现相关算法,从已有工程数据中挖掘规律,确定各个评价指标相对权重。在计算得到各评价因子隶属不同分级的确定度后,与其对应的权重相乘,并将所有评价因子计算结果进行代数叠加,得到待评价样本隶属于各个特定围岩等级的综合确定度,以其中最大值对应的等级为最终围岩评价结果。工程实例结果表明,该方法评价所得结果与围岩实际等级基本相符,表明该方法有效可行。     

基于改进的FAHP-CRITIC法与云理论的露天矿边坡危险性评估模型

针对传统评估方法无法同时解决露天矿边坡危险性评估中存在的不确定性和模糊性问题,提出了基于改进FAHP-CRITIC法博弈赋权与正态云模型的边坡危险性评估方法.选取地质、工程、水文条件等多方面因素构建综合评价指标体系,首先采用改进FAHP法和CRITIC法分别确定主、客观权重;进而通过博弈论模型确定最优综合权重;然后结合云模型计算各指标的不同等级隶属度,求出不同边坡隶属于不同危险等级的综合确定度,由最大隶属度原则划分边坡的危险性等级.将该模型运用于某露天铜矿边坡危险性评估,其评估结果与实际情况相符,表明该方法是科学可行的,并与其他方法的评估结果进行对比分析,分析结果进一步证明了该评估模型的可靠性.     

公路隧道衬砌背后缺陷风险评估研究

衬砌背后缺陷是隧道工程的常见病害之一,具有隐蔽性、复杂性和不确定性等特点,因此就衬砌背后缺陷存在时的隧道结构风险评估进行了研究。对衬砌背后缺陷进行辨识和分析,确定缺陷发生的概率,同时对一个二维圆形公路隧道模型设置不同位置且大小不同的各种背后缺陷,数值模拟得出这些缺陷对衬砌结构内力的影响,从而建立其后果的严重程度,再采用风险矩阵得出风险等级。在此基础上以某公路隧道为例,就存在的衬砌缺陷对该隧道结构进行具体的风险评估。衬砌背后存在缺陷时,衬砌的内力会大幅增长,使得结构面临很大的破坏风险,采用风险评估的方法得出具体的风险等级,从而正确定位缺陷,可以更加直观地看出衬砌背后缺陷对隧道结构的危害。     

采空区稳定性的改进云模型二维评判

为更合理有效地评判采空区稳定性,引入云模型理论,采用模糊熵对其进行改进,建立新的采空区稳定性二维评判模型。选取13项评判指标,计算隶属于不同等级的各指标云模型参数;基于博弈论,将评判指标主、客权重优化、融合,得到指标综合权重;然后应用正向高斯云发生器计算样本综合确定度,根据最大综合度隶属等级确定采空区稳定性等级,并引入综合确定度的模糊熵作为第二维评判参量,用以表征采空区稳定性复杂度。最后,将该模型应用于湖南某锑矿14个采空区稳定性评判中。结果表明,该模型评判结果能充分反映现场实际情况。     

基于模糊熵-云理论的二维深基坑施工风险评价

为有效降低深基坑施工风险评价过程中因量化基础数据存在模糊性与随机性所带来的不利影响,构造了基于模糊熵-云理论的二维风险评价模型.首先利用最小信息熵原理确定评价指标的组合权重,并借助指标的云熵优化权重;其次对根据黄金分割定理划分的标准云数字特征进行修正,并提出一种正态云相似度的计算方法以确定指标的风险等级;然后为解决指标风险等级归属不确定、不一致的问题,引入模糊熵作为第二维评价参数反映评价结果的复杂程度;最后将该模型应用于工程实例并与模糊综合评判法进行对比.研究表明,该模型既兼顾了评价过程中的模糊性与随机性,又对指标风险等级归属差异做出了合理解释,比传统一维风险评价方法更加全面.     

基于博弈论组合赋权的湘南某矿净化库防洪风险评价云模型研究

为了更加直观地评判金属矿山净化库的防洪能力,从防洪安全角度提出了基于云模型的净化库防洪风险综合评价模型.依据《水库大坝安全评价导则》和《水库大坝安全鉴定办法》,选取12个评判指标,构建了防洪风险评价指标体系;通过云发生器得出各评价指标的云数字特征参数;选用博弈论AHP-CRITIC组合赋权法确定各评价指标的权重;利用综合云模型得出综合云数字特征参数,根据最大确定度原则得出净化库防洪风险等级.以湘南某金属矿山净化库为例进行分析,结果表明,该模型的权重确定方法使评价结果更加可靠,可以为净化库的安全管理提供可行性参考.     

基于AHP-证据理论的综合管廊火灾安全评价

为了进行综合管廊火灾安全评价,提出了基于AHP-证据理论的评价模型。采用AHP法得出综合管廊火灾安全评价体系中各因素的权重,再引入D-S证据理论提高评价的可信度。从"人、机、环、管"四大方面归纳出影响综合管廊火灾安全的潜在影响因素并分级,建立综合管廊火灾安全评价指标体系;通过AHP法得出体系中各因素的权重,再通过信任函数和似然函数的计算得到量化评价结果;最后将多个评价结果进行融合以提高最终评价结果的可信度,并且评判火灾安全等级。对某综合管廊的实例分析表明,当不同专家给出的评价结果有差异时,依据证据理论将不同的证据进行融合,能有效提高综合管廊火灾安全评价的可信度,最终得到可靠的评价结果。通过分析得出设备因素对综合管廊火灾安全评价体系影响最大。     

深埋长隧道施工地质灾害风险模糊层次评价

地质灾害是影响深埋长隧道安全施工的重要因素,将综合超前地质预报和模糊层次评价相结合,建立深埋长隧道地质灾害风险预测体系。首先对超前地质预报进行了研究并建立综合超前地质预报体系,以该体系为指导对隧道进行地质预报,了解掌子面前方的地质信息。其次在地质预报基础上作隧道施工地质灾害风险模糊层次评价,对隧道施工中可能遇到的地质灾害及整体风险程度进行评估。最后以米仓山隧道为工程背景,对建立的地质灾害风险预测体系进行了实践,得到里程段内发生涌水突泥、塌方、大变形及岩爆等地质灾害的风险等级,以及地质灾害整体综合评价风险等级。     

基于云模型的富水岩溶隧道涌水风险评价*

为适应风险因素不确定性、随机性及动态反馈性等特点,建立新型富水岩溶隧道涌水风险评价体系,提出1种基于云模型的模糊综合评价方法。选取5个1级指标、29个2级指标构建评价指标体系;综合层次分析、熵权与加权平均计算法合理分配各指标权重;利用云生成算法计算出云数字特征参数并生成足够数量的云滴;将方法应用于贵州省某隧道涌水风险评价。结果表明:隧道综合云模型云滴大部分处于“中度风险”与“高度风险”之间,与实际开挖及地质雷达分析结果一致。所提出的基于云模型的模糊综合评价法对富水岩溶隧道涌水风险评估提供良好的实践参考,为日后隧道质量控制和寿命评估提供参考。     

火灾下盾构隧道管片衬砌热力耦合数值分析

结合盾构隧道工程实例,利用ANSYS有限元分析软件,建立了隧道衬砌结构的有限元实体模型,对隧道内施加温度荷载,先分析衬砌结构内部温度场的分布情况,在温度场分析的基础上,进一步对混凝土管片衬砌结构进行力学分析,分别得出衬砌结构内的温度分布规律及衬砌结构在高温作用下的应力变化规律,进一步研究其在火灾作用下的破坏部位,从而为评估盾构隧道在火灾作用下的安全性提供理论依据。     

基于云模型的运营隧道结构健康安全评价

为了实现运营隧道结构健康安全评价,选取19个指标因素作为评价指标,并基于大量工程实践和专家经验,进行云模型连续型影响因素属性离散化,得到运营隧道风险评价因子云模型分级标准。根据风险因子的不确定性,建立运营隧道结构健康安全评价云模型,并通过实例进行验证。结果表明,基于云模型的运营隧道结构健康安全等级具有较好可行性与适用性。同时,通过敏感性分析得到影响运营隧道结构健康安全的敏感性因素,为运营隧道结构健康安全控制提供支持。     

强震区跨断层隧道纤维混凝土衬砌抗震效果分析*

为进一步提高高烈度地震区跨断层隧道在地震时的安全性和稳定性,依托天坪寨隧道F1断层段,通过有限元数值计算软件ABAQUS对纤维混凝土隧道衬砌的抗震效果进行研究。分析素混凝土二衬结构、钢-玄武岩混杂纤维混凝土（SBHFRC）二衬结构及钢纤维混凝土（SFRC）二衬结构的位移、应力及安全系数的变化情况。结果表明:SFRC衬砌结构最大横向、纵向位移分别增大12.57%,1.43%,竖向位移减小33.83%,SBHFRC衬砌结构的最大横向、纵向、竖向位移分别增大6.69%,22.35%,25.32%;SFRC二衬最大、最小主应力分别增加26.09%,19.69%,SBHFRG二衬最大、最小主应力分别增加3.16%,2.16%;SFRC二衬与SBHFRC二衬的最大剪应力分别增加20.82%,2.23%;衬砌结构采用SFRC和SBHFRC时的安全系数分别提高59.72%,54.74%;二衬结构采用SBHFRC时抗震效果优于采用SFRC时的抗震效果。研究结果可为强震区跨断层隧道抗震设计提供依据。     

寒区隧道溶洞安全距离及衬砌冻胀影响规律研究

为了探究寒区溶洞的大小、远近对隧道结构安全的影响规律，依托寒区某高铁岩溶隧道建立三维有限元模型，通过不同工况的模拟得出溶洞距隧道安全距离临界值与溶洞隧道体积比成正比关系，并拟合出安全距离临界值随溶洞与隧道体积比的变化曲线和关系式。探究溶腔积水冻胀力对衬砌结构的影响规律，基于该寒区隧道周边不同位置、远近的溶洞对其影响进行模拟，研究结果表明:隧底处溶洞冻胀力影响最为显著，且距隧底超过10 m时，小型溶腔冻胀力对隧道的影响较小，衬砌变形值渐趋稳定。研究结果可为该寒区隧道溶洞处理提供依据，并为后续类似工程提供借鉴。