地铁车站深基坑开挖变形及数值模拟分析*

为研究土岩复合地层地铁车站深基坑变形时空效应特征与规律,以南宁地铁某车站基坑为研究背景,在不同施工工况下对车站基坑进行有限元数值模拟,并结合实测数据进行对比。结果表明:数值计算值与现场实测值差距较小,2种变形规律接近一致,有限元计算结果合理。围护结构水平位移随施工进行逐渐增大,呈现鼓肚形状,水平位移由桩顶移动到桩身,最大位移稳定在桩身0.5~0.75H处;围护结构受力集中在第2道和第3道内支撑位置;基坑地表沉降中,长边方向的沉降比短边方向沉降明显,空间效应显著;在地铁车站深基坑中,基于时空效应机理,考虑施工影响,在施工过程中调整施工工序和参数,对基坑稳定和控制变形具有重要指导意义。     

西安地铁车站深基坑变形规律FLAC模拟研究

开展西安地铁深基坑变形规律理论与监测的研究对指导西北地区深基坑信息化施工具有重要价值。本文以西安地铁2号线某车站深基坑工程为背景,完成了车站深基坑施工监测方案设计,对深基坑施工过程进行了FLAC计算模拟,重点研究了桩体变形、钢支撑轴力、基坑周边地表变形规律。结果表明,复杂环境下城市地铁车站站深基坑明挖施工时,现场监测是信息化安全施工的保证,采用钻孔灌注桩和钢支撑的复合围护方案作为车站深基坑的围护结构是合理的,土方分层开挖方式和钢支撑预应力施加是减少空间效应保证安全施工的重要措施。桩身水平位移特别是桩顶水平位移是围护结构变形特性的直接反映,围护桩变形最大的地方为基坑中部到三分之二基坑深度处。基坑围护结构附近的地面隆起量明显小于基坑中部的隆起量,随着开挖深度增大,隆起量逐渐由基坑中部最大转变为两边大中间小的型式。     

基于可拓学的地铁车站深基坑施工安全评价

针对地铁车站深基坑施工工艺复杂、不确定因素多、施工阶段风险概率高、风险损失后果严重等问题,采用层次分析法构建评价指标体系,利用可拓学理论建立可拓评价模型,通过定量化、模型化的方式使矛盾问题转化为相容问题。得到相应的评价指标体系和评价模型后,结合工程实际和专家打分确定安全评价指标权重,进而通过计算评价指标和对象之间的关联函数和关联度,最终得出目标层所属的安全等级。工程实例结果表明,基于可拓学的安全评价结果基本符合实际施工安全等级,该方法有效可行。     

基于HFACS-BN的地铁车站施工高处坠落可能性评价

为准确预测地铁车站施工高处坠落可能性,构建基于HFACS-BN的地铁车站施工高处坠落可能性评价模型.首先,基于人为因素分析和分类系统(HFACS)框架,识别地铁车站施工高处坠落致因因素,并将其映射为贝叶斯网络(BN);然后,将基于正态分布权重的群决策法、模糊最佳最差法(fuzzy-BWM)、全局相对值等方法相结合,并应...     

基于SPN-MC模型的城市地铁洪涝灾害应急响应流程效能分析

为进一步提升城市地铁应急响应能力,对洪涝灾害下地铁应急响应流程进行分析,并运用随机Petri网进行模拟,构建地铁洪涝灾害应急响应流程SPN-MC模型,以实际案例为基础,构建4个响应级别的地铁突发事件情景,对各执行主体以及响应环节的效率进行分析。研究结果表明：地铁总体应急响应效率较高,区公安分局等相关部门和现场应急救援指挥部参与应急响应任务最多,并且随着响应级别的提升,应急处置时间延长。     

基于计划行为理论的矿工违章行为研究

矿工违章行为是诱发煤矿重大事故的关键因素之一,以计划行为理论(TPB)为构架,加入过去行为和风险倾向2个变量,提出矿工违章行为影响因素之间的假设关系。通过问卷调查并运用结构方程模型(SEM)探讨违章行为影响因素之间的关系。结果表明:行为态度、主观规范、行为控制认知、风险倾向这4个变量对违章行为均有显著影响,主观规范和过去行为通过行为态度这一中介变量又间接地影响违章行为。实证研究结果表明,TPB模型在解释矿工违章行为问题上的适用性。     

地铁乘客火灾应激反应过程模型构建与分析

为提高地铁乘客的火灾应对能力,基于应激反应模型,构建地铁火灾应激反应过程理论模型;收集357份有效问卷数据,采用因子分析和结构方程模型(SEM),探讨个体特性、特定情境、认知评价、社会支持、应对方式和应对结果6个变量及变量各维度之间的相互影响关系.研究结果表明:个体特性可以正向调节心理反应结果,特定情境变量可以反向调节...     

基于结构方程模型-模糊认知图的矿山法地铁隧道施工安全风险分析

为了对矿山法地铁隧道施工全过程的安全风险进行动态演化分析,构建了矿山法地铁隧道施工安全风险评价指标体系,在结构方程模型建模与分析的基础上引入模糊认知图方法。首先,以扎根理论为指标筛选框架,识别出矿山法地铁隧道施工安全风险。然后,通过结构方程模型分析矿山法地铁隧道施工全过程的安全风险因素的因果关系及其路径系数。最后,通过模糊认知图进行动态预测与诊断推理。以武汉市某矿山法地铁隧道工程为例进行实证分析,综合风险预测分析与推理诊断两方面进行了评价。结果表明：矿山法地铁隧道施工过程各阶段的风险从大到小依次为隧道开挖、超前支护、结构防水、辅助措施、初期支护和二次衬砌,施工过程中应重点关注隧道超挖、欠挖,开挖循环进尺、步序确定不合理,隧道开挖方法选择不合理等关键风险,研究结果与武汉市某矿山法地铁隧道工程基本相符,验证了该模型的有效性。     

基于SEM的企业安全氛围诊断与测评研究

回顾和总结国外安全氛围诊断与测评的典型结构方程模型(SEM)。提出安全氛围需求-认知-参与模型及5因子结构,采用LISREL8.53软件对模型中的安全需求、安全认识、安全参与、安全地位、安全实施各因子及要素之间关系进行实证研究。研究发现,安全需求、安全认识、安全参与因子与企业管理层和员工对生产经营中的安全态度具有正效应;安全地位和安全实施因子,能反映企业安全管理和安全文化建设进程。     

基于SEM的机组资源管理对机组人为差错的影响研究

为研究机组资源管理对机组人为差错的影响,以沟通和交流、领导管理技能、监控/质询、情景意识、决策及工作负荷作为机组资源管理变量,将人为差错分为认知差错和操作差错,利用230份飞行员的问卷调查数据,采用结构方程模型(SEM)的方法,构建有关机组资源管理与机组认知差错及操作差错关系的结构方程模型.结果表明:沟通和交流与操作差错显著相关;领导管理技能与认知差错及操作差错显著相关;监控/质询与认知差错及操作差错显著相关;情景意识与认知差错及操作差错显著相关;决策与操作差错显著相关;工作负荷与认知差错及操作差错显著相关;认知差错与操作差错显著相关.根据上述影响关系提出了建设团队氛围、培养机组成员的协同工作和加强机组成员的情景意识保持能力等措施.     

基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道影响计算及风险预测

为研究基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道的影响以及预测隧道结构的风险,通过改进的计算方法得到放坡开挖基坑引起下方既有地铁隧道的竖向和横向附加荷载、位移、相对变形曲率共6个隧道结构安全的物理表现因子;将位移计算结果与前人理论计算结果、实测数据对比验证,并分析各土层物理力学参数对6个因子的敏感性;最后,基于正态分布概率模型对较敏感的土层物理力学参数随机取值,利用蒙特卡罗方法计算6个因子各级风险发生的概率和竖向、横向2类因子综合影响下隧道结构各级风险发生的总概率。研究结果表明:与原来仅限于矩形开挖基坑的计算方法相比,改进后的计算方法适用范围更广、实用性更强;在算例二分析中,隧道竖向位移和相对变形曲率超过控制值的概率分别为12%和68.7%,其余因子均为0,隧道竖向相对变形曲率是隧道结构处于不安全状态的最主要因子;若不采取预防措施,隧道结构将有高达73.27%的概率处于不安全状态,其中有68.7%的概率处于很不安全状态。     

基于FBN地铁深基坑施工渗漏风险评估模型及应用

为了解决由于地铁深基坑施工风险因素不确定性和基坑工程事故资料缺失导致传统风险分析方法不再满足实际需要的问题。探讨模糊集理论(FST)和贝叶斯网络(BN)的结合,介绍1种专家置信度指标,建立地铁深基坑渗漏风险评估指标体系,得到基于模糊贝叶斯网络(FBN)地铁深基坑施工渗漏风险评估模型。研究结果表明：将该方法应用于广州地铁十三号线某车站深基坑施工渗漏风险评估中,结果符合施工实际,接缝密封质量差等风险因素需加以措施控制,该方法可为后续施工风险评估提供实时支持。     

地铁深基坑坍塌事故安全风险分析

为了降低和控制地铁深基坑施工风险,避免在施工过程中造成深基坑坍塌事故,以重庆市某地铁站深基坑开挖为例,进行了深基坑开挖风险评估。建立了深基坑坍塌事故导致人员伤亡的事故树模型,再通过事故树建立层次结构模型,将事故树的结构重要度转化为层次分析法中的判别因子,结合层次分析法的权重计算及排序,对深基坑坍塌事故的致灾因素进行了定性识别和定量分析。结果表明,施工地质条件复杂、设计方案不合理、勘察资料有误等事件为主要致灾因素。在地铁深基坑施工过程中应做好动态监测及日常管理工作,保证勘察设计的准确性与可行性。改进后的模型可为企业施工管理提供理论指导。     

地铁车站深基坑建设对邻近建筑物安全的影响评估

为确保地铁车站深基坑施工期间邻近建筑物的安全性和正常使用的要求,根据既有建筑物基础类型、结构形式、建造时期和使用情况,确定既有建筑物基础的剩余变位能力,基于地铁车站的设计文件及施工方案,采用数值计算方法评判既有建筑物基础在车站深基坑施工期间的变形是否超过剩余变位值,可通过不断调整设计方案及施工方案直至满足其安全性为止,以保证建筑物在地铁车站施工期间建筑物的正常使用。工程实践表明,车站主体结构施工结束后地表沉降及邻近地面建筑物的变形值均在规定范围以内,有效降低了施工期间邻近建筑物面临的倾斜、沉降过大等风险。研究成果能为地铁车站深基坑建设前对邻近建筑物结构安全评估具有重要的指导意义和实用价值,为风险工程在设计及施工阶段进行安全性评估与评价提供有力指导。     

基于改进相互作用矩阵的基坑施工安全风险评价

为解决现有基坑施工风险评价方法过于单一、客观性不足的问题,从勘察设计与监测、支护结构、土方施工、排水与降水、周围环境5个方面选取19个基坑施工安全影响因素;利用引入C-OWA算子的相互作用矩阵对其进行交互耦合分析,考虑各因素的单独作用效果的同时,在削弱专家主观偏好和综合考虑各因素相关性的基础上,研究其协同作用效果;最后用实例验证方法的实用性,结果表明:该项目整体风险偏高,其中排水系统能力、地下水水位和地下管线埋布是影响该基坑施工安全的主要风险因素,需重点防控。     

上软下硬地层深基坑结构变形监测及分析*

为探究在上软下硬地层中进行深基坑开挖时围护结构水平位移与内支撑轴力的变化规律,以广州地区某上软下硬地层盾构井深基坑开挖项目为依托,基于现场监测数据进行分析并运用MIDAS/GTS软件开展深基坑开挖全过程的有限元模拟。将围护结构水平位移模拟值与监测值进行对比,验证模型的准确性;改变围护结构嵌固深度、主体结构厚度等工况,研究上述因素对结构水平位移变化产生的影响。研究结果表明:实测围护结构最大水平位移值11.78 mm,位于长边0.7倍基坑深度附近,坑角处位移值最小;改变结构嵌固深度对坑深15 m以下围护结构位移值影响较大,本工程最佳嵌固深度为1.5~3 m;围护结构水平位移会随着结构主体厚度的增加而减小,但最大位移间差值逐渐减小,结构主体厚度设计值宜为0.8~1 m。     

基于前景理论和BWM的深基坑支护方案综合评价

针对深基坑施工工程的复杂性及决策者风险态度对多指标决策的影响,构建了融合前景理论的深基坑施工支护最优方案选择模型。首先建立深基坑支护方案优选决策问题的多目标评价指标体系,借鉴TOPSIS思想将正、负理想方案作为决策者参照值,在此基础上,进一步将灰色关联分析法引入前景理论定义了正、负价值函数;通过BWM方法得出各指标的客观权重,根据权重函数得到决策者对客观权重的主观评价,在此基础上计算每个备选方案的综合前景值并排序,获得最优支护方案。最终通过两个工程实例验证了模型的有效性,并通过与其他方法比较说明了该模型在准确性方面的优势。     

基于VR的地铁基坑施工安全教育系统设计与应用*

为解决地铁基坑施工事故应急演练存在的实际操作困难、场景复杂、成本高等问题,采用多人虚拟现实（VR）技术开发的地铁基坑施工安全教育系统,使受训人员可以身临其境地体验地铁基坑施工过程中常出现的典型安全事故（触电、物体打击、高空坠落、基坑坍塌）,以满足演练需求。每个系统场景由多个环节组成,解决地铁基坑跨度大造成的场景数据庞大问题,并采用UE4级联粒子系统来实现复杂粒子动态变化,运用物理引擎PhysX来简化碰撞模型。同时,系统采用分角色互动演练,以培养施工员之间的协同性。结果表明:系统模拟符合实际地铁基坑施工事故应急演练要求,具有较高体验感和互动性,可快速提升施工员的安全意识和应急能力。     

软土深基坑的空间变形特性分析及危险性评估

为准确掌握软土深基坑的变形特性,并合理评价其危险性,基于现场监测成果,进行基坑重要监测项目的空间变形特征分析;通过变形分级和发展趋势判据计算得到相应特征指标,从而开展基坑危险性评估.结果表明:支护结构的空间变形近似呈"驼峰"特征,即基坑两端头的变形值相对较小,而基坑中部的变形值相对较大;周边土体沉降相对较小,随着与基坑...