川藏铁路雅林段隧道工程施工安全风险评价

为准确评价川藏铁路隧道工程施工安全风险等级,提出了一种基于组合权模糊物元可拓的评价方法.首先,通过对国内外隧道工程施工安全风险评价研究的剖析,并结合川藏铁路隧道工程的实际情况,从"人-物-管-环-技"角度构建了包含5个一级指标、29个二级指标的川藏铁路隧道工程施工安全风险评价指标体系;然后,将熵权法与三角模糊数引入物元可拓学理论,构建了基于熵权-三角模糊组合权重的模糊物元可拓评价模型;最后,利用该模型评价了川藏铁路雅林段6座重点隧道工程施工安全风险.研究表明,该评价模型可以较为真实地反映川藏铁路隧道施工安全风险等级,有利于保障川藏铁路隧道工程的高质量安全建设.     

基于熵权物元可拓理论的隧道塌方风险评估

为了准确评价隧道塌方风险等级,降低隧道施工过程中塌方事故的风险,基于熵权物元可拓理论建立了隧道塌方风险分级的评估模型。在统计及综合分析隧道塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、跨度、偏压角度、埋深、地下水影响、断层破碎带、施工管理与技术水平7个主要因素作为隧道塌方等级评价指标。借鉴可拓学原理,将熵权法引入可拓学理论中,建立了熵权物元可拓评估模型,对隧道塌方风险进行评估。在熵权物元可拓评估模型中,对定性的指标进行量化,并对各指标进行归一化处理,构建隧道塌方等级评估的经典域、节域和待评物元;为客观、合理地确定指标权重,提出用熵权法计算指标权重;对隧道塌方风险进行关联函数值和关联度分析,确定隧道塌方风险等级及其变量特征值。在工程应用中,对某隧道1#横洞的数据进行统计分析,通过构建的熵权物元可拓评估模型得到某隧道1#横洞的待评物元,从而应用熵权物元可拓理论对某隧道1#横洞进行隧道塌方风险评估,评估结果与实际开挖中毛开挖面围岩不稳定、且时有掉块现象发生的情况一致。研究表明,将熵权物元可拓理论应用于山岭隧道塌方风险评估是可行的,应用该模型得到的隧道塌方等级与实际开挖情况相吻合,很好地预测了隧道施工的安全状态。     

基于模糊-熵权理论的铁路瓦斯隧道施工安全风险评估

针对含瓦斯地层隧道施工难度大、安全风险高等特点,提出采用熵值法和模糊理论相结合的方法进行铁路瓦斯隧道施工安全风险评估.为评估铁路瓦斯隧道施工安全风险,结合兴泉铁路某隧道工程,详细分析了隧道施工安全的影响因素,在此基础上构建了铁路瓦斯隧道施工安全风险评价体系,采用熵权理论确定了各层次风险影响因子权重,进而基于模糊数学理论构建了铁路瓦斯隧道施工安全风险评估模型,并对各影响因素逐层进行计算,得出铁路瓦斯隧道施工的事故可能性等级为3级,即可能出现风险.评估结果可靠,符合工程实际,可供类似工程参考.     

山岭隧道施工中塌方风险评估模型研究及应用

为评估隧道施工中塌方风险,以确定其可能性及严重程度作为2条主线。由文献调研并结合待评估隧道风险特征、施工现状、工程概况等建立塌方可能性评估指标体系,运用层次分析法(AHP)与多层次模糊综合决策确定塌方风险事件可能性等级,定性指标由专家评判确定对各可能性等级的隶属度,定量指标的隶属度以正态分布作为隶属函数求出;综合考虑多种事故后果类型,选用当量估计法确定塌方风险事件严重程度;最后基于风险矩阵法确定隧道塌方风险等级。将本模型应用于兴隆隧道1号斜井,经评估该斜井塌方风险等级为Ⅲ级,即较大风险,后续施工中须采取有效措施降低风险,减少风险可能导致的损失。     

基于H-OWA算子和投影寻踪的地铁站水灾安全韧性评估

为提升地铁运营系统的可靠性,基于韧性理论,从抵抗能力、适应能力和恢复能力3个方面,提出包含20个韧性指标的地铁站水灾安全韧性指标体系;采用H-OWA算子修正层次分析法(AHP)的主观误差,再结合投影寻踪模型(PPM),确定韧性指标体系综合权重;应用疏散模拟软件Massmotion获取地铁站应急疏散时间作为指标数据,并基于模糊综合评价(FCE)建立地铁站水灾安全韧性评估模型,以郑州紫荆山地铁站为例进行模型应用。研究结果表明：该安全韧性评估模型通过获取与处理目标地铁站指标数据,可确定地铁站水灾安全韧性等级;实例紫荆山地铁站水灾安全韧性等级为较高韧性(Ⅳ),且评估结果与地铁站实际情况相符;出入口可防御水位标高指标对地铁站水灾安全韧性影响最大。     

铁路隧道TBM施工风险评估

采用基于熵权的模糊综合评估模型对西秦岭特长铁路隧道TBM施工风险进行分析,识别关键风险因素并提出施工应对策略。首先结合西秦岭隧道项目工程特点,参照《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》进行TBM施工风险识别,将其归结为设备风险、掘进风险、辅助工序风险三大方面,对每个方面细分出4项一级风险因素。接着确定各层次风险因素权重:借助专家调查确定一级风险发生的概率等级,运用熵权法确定底层风险权重;运用层次分析法确定三大方面风险权重。最后建立二级模糊综合评判模型,评估西秦岭铁路隧道右线的施工风险等级。通过现场专家调查得到的一级风险因素后果损失等级表建立一级评判隶属度矩阵,进行一级模糊评判;并将结果作为二级评判因素的评价集,进行第二级综合评判,评定该项目为2级风险。同时借助熵权反映底层各风险因素的重要程度,确定关键风险因素并判断其风险等级,提出施工应对措施。     

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。     

基于改进变权物元可拓模型的地铁车站火灾安全韧性评价

为进一步提升地铁车站火灾安全管理水平,基于韧性理论,提出了地铁车站火灾安全韧性概念。以随着火灾发展阶段依次涌现的韧性吸收能力、抵抗能力、恢复能力和适应能力表征为核心,从“人、机、环、管”4个方面识别影响因素,建立地铁车站火灾安全韧性评价指标体系;运用变权理论对评价指标进行赋权,将贴近度原则和物元可拓模型相结合确定地铁车站火灾安全韧性等级,构建基于改进变权物元可拓的地铁车站火灾安全韧性评价模型,解决了以往韧性评价过程中未考虑模糊性和随机性的问题;最后应用该模型对青岛某地铁车站进行实例分析,结果表明,该地铁车站火灾安全韧性等级为Ⅱ级“较高韧性”,但略有偏向Ⅲ级“一般韧性”的趋势,与实际情况基本相符,并通过对比改进模型与传统物元可拓模型的评价结果,验证了改进模型的有效性。所提出的模型可以为提升地铁运营管理水平提供一定的参考依据。     

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。     

油库安全风险评估模型选取及效果研究

安全风险评估机制的有效建立可以为油库的安全风险预警与应急管理提供重要的决策依据,为了有效改善油库安全评估指标体系,并对指标的权重进行合理赋权,从油库运营过程中事故发生的可能性、管理缺陷及应急体系建设分析入手,结合实际情况构成以外部环境、人员素质、管理水平及生产保存设备为主线的安全生产风险评估体系。结合基于信息熵的方法确定评估体系中各指标的权重,然后依据权重计算函数及改进模糊物元模型对油库安全风险等级进行确定。结合实例进行验证表明:采用基于熵权与模糊物元模型结合确定权重的方法,优化风险评估模型,削弱权重数据极值产生的影响,能将多源数据定性描述与定量分析相结合,减小主观误差,对油库风险等级进行合理评估,评估效果与检查分析基本一致,说明该方法具有一定的应用价值。     

基于模糊物元的岩溶隧道开挖稳定性评价

为准确评价岩溶隧道开挖稳定性,提出一种基于模糊物元的评价方法。首先,分析岩溶隧道开挖稳定性影响因素;然后,建立岩溶隧道开挖稳定性评价指标体系,其中评价指标权重采用层次分析法(AHP)和熵值法综合确定;最后,采用模糊物元的评价方法评价某轨道交通隧道开挖稳定性。结果表明:采用模糊物元对岩溶隧道开挖稳定性的评价结果与实际工程情况相符;该评价方法综合考虑影响开挖稳定性的各因素,并简化评价过程,使评价结果更合理。     

未确知测度理论在盾构下穿既有隧道安全风险评价中的应用

盾构下穿既有隧道工程施工通常存在较大风险,为了对风险等级做出准确有效的评价,提出了基于未确知测度理论的盾构下穿既有隧道安全风险评价模型。首先,通过对相关规范和现有文献的研究,并结合盾构下穿隧道施工的特点,构建了盾构下穿既有隧道安全风险评价指标体系,包括盾构掘进参数、新建隧道条件、既有隧道条件、地质条件和施工管理条件5个一级指标,以及掘进速度、掘进推力、注浆压力等19个二级指标;其次,将综合安全风险划分为5个等级,并明确了各指标的等级划分标准;然后基于熵权-未确知测度理论构建盾构下穿既有隧道安全风险评价模型,采用熵权法确定指标权重,根据未确知测度理论构建各指标的单指标未确知测度函数,将各指标数据值代入单指标未确知测度函数中得到单指标测度评价矩阵,结合指标权重和单指标测度评价矩阵计算得到多指标测度评价向量,依照置信度准则确定安全风险等级;最后,将提出的模型应用于实际盾构下穿既有隧道工程中,对其进行安全风险等级评价。结果表明,模型评价结果与实际风险等级一致,并通过与模糊层析分析法对比验证了所提模型应用于工程实践的有效性,研究结果可为实际施工安全管理提供决策支持。     

基于模糊物元模型的节理岩体隧道安全施工方案优化

以大沙湾隧道为背景,为合理选择出节理岩体隧道安全施工方案,从安全、时间和经济三方面综合分析,运用数值模拟分别对双侧壁导坑法、交叉中隔壁法、三台阶七步开挖法进行研究。分析得到隧道围岩位移和应力变化情况,并以3种施工方案下的拱顶下沉、最大主应力、最小主应力、隧道施工成本、施工复杂程度为指标,构建施工方案优选的模糊物元模型,通过计算得出3种施工方案的关联度分别为0.778 9,0.802 1,0.869 0,并按最大关联度原则确定出最优方案为三台阶七步开挖法,与现场所用方法一致。结果表明,在隧道对施工方案优化时考虑隧道施工成本和隧道施工复杂程度是合理的,采用模糊物元模型进行分析是可行的。     

川藏铁路桥隧施工安全风险评价

通过评估川藏铁路工程建设的施工风险等级,为高质量推进川藏铁路工程建设提供理论支撑。剖析了国内外学者关于风险评估研究的理论与方法,针对川藏铁路施工建设中的5座特大桥梁工程和9座超长隧道工程,分析了桥梁隧道建设工程的特征,构建了川藏铁路桥梁工程的17个安全风险评价指标体系和隧道工程的20个安全风险评价指标体系,通过建立基于模糊综合评价法的风险评估模型完成了对川藏铁路重点桥梁和隧道工程的风险评价,最后构造BP神经网络模型对风险评估结果进行验证,以川藏铁路部分重点桥梁工程评分数据和部分重点隧道工程评分数据为训练数据,以剩余评分结果为验证数据,预测桥梁和隧道工程的风险等级。结果表明:采用BP神经网络预测桥梁隧道工程安全风险等级的准确率高达98. 82%,BP神经网络对于该工程施工安全风险评价具有适用性;川藏铁路重点桥隧工程项目有50%处于较危险以上,只有20%的工程处于安全级别。     

基于TOPSIS法的桥梁火灾韧性评估模型

为控制桥梁火灾事故风险,基于韧性理论的内涵和特点,提出桥梁火灾韧性概念,并建立桥梁火灾韧性模型。考虑桥梁自身、周边环境、相关人员等因素,构建桥梁火灾韧性评估指标体系,并运用逼近理想解法(TOPSIS)评估桥梁火灾韧性。以泰州大桥为例验证模型的有效性,应用该方法评估北接线、主桥、扬中接线、夹江桥和南接线等5个桥段的火灾韧性,并将评估结果与工程实际情况对比。结果表明:夹江桥的火灾韧性等级为III级,南北接线及扬中接线为II级,主桥为I级。则夹江桥的火灾韧性最高,南北接线及扬中接线次之,主桥的火灾韧性最差;基于TOPSIS法的桥梁火灾韧性评估模型对桥梁火灾韧性的评估结果与实际情况相符。     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。     

长大深埋隧道未开挖段岩爆灾害风险评估

为综合评估长大深埋隧道岩爆灾害风险,基于大量岩爆研究文献及待评估隧道的工程条件建立岩爆风险评估指标体系,包括单轴抗压强度、地应力、岩体完整性系数3个指标,并将岩爆风险划分为低、中、高和极高4个等级;根据围岩等级将待评估的五老峰隧道未开挖部分划分为4个区段,根据指标体系搜集各区段指标值,并将指标区间划分值与实际指标值归一化;基于重要性排序法和可拓综合评判确定未开挖区段的岩爆风险等级。研究结果表明:该隧道区段1,3和4的岩爆风险为中度,后续施工中应予以监测;区段2的岩爆风险为高度,在后续施工中必须采取风险控制措施降低风险并加强监测。     

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。     

基于投影寻踪聚类的供水管网地震韧性评估

为分级保障城市供水管网安全运行,基于韧性解析和管网震害机制,构建考虑管道物理属性、管外环境条件、管内水力功能等因素的供水管网地震安全韧性评估指标体系;引入投影寻踪方法对各指标进行线性投影,建立供水管网地震安全韧性评估的投影寻踪聚类模型,量化分析供水管网地震安全韧性水平并分级,确定各管段地震安全韧性等级及排序;应用评估某供水管网,并将评估结果与动态分级法、谱系聚类法进行对比。结果表明:基于投影寻踪聚类的供水管网地震韧性评估模型可成功实现供水管网地震安全的韧性分级与排序,更全面地反映管材、接口形式等不同因素对供水管网地震安全韧性的影响程度。     

物元可拓法在地铁盾构施工安全风险评估中的应用

针对地铁盾构施工安全风险评估结果不完善、精确度不高等问题，采用DEMATEL-ISM法与物元可拓评估模型相结合，对地铁盾构施工安全风险进行科学合理的评估。首先，以文献整理为基础，结合工程实际，从人员及管理、机械设备、施工材料、施工技术及施工环境5个方面建立地铁盾构施工安全风险评估指标体系；其次，采用DEMATEL-ISM法分析关键影响因素和影响程度以及因素间的层级结构；再次，考虑指标间的关联影响，引用shapley值法确定指标权重，采用物元可拓法构建地铁盾构施工安全风险评估模型；最后，对宁波地铁3号线一期句章-鄞州客运区间应用所建模型进行实例分析，结果表明，其风险评估等级为“中度风险”。其中，人员及管理、施工技术及施工环境所属风险等级相对较高，该区间盾构施工时管理人员应重点监测地质环境，并严格做好地基加固等施工技术工作。