基于云模型与D-S证据理论的盾构施工隧道管片上浮风险评价

论文摘要

为定量评价分析盾构隧道管片的上浮风险并进行针对性的风险管控,以武汉地铁8号线黄浦路站—徐家棚站盾构区间段为背景,构建隧道管片上浮风险评价指标体系和评价标准,建立基于云模型与D-S证据理论的盾构施工隧道管片上浮风险评价模型。依据工程施工实测数据,对监测区段的上浮风险等级隶属度进行计算,经归一化形成证据并进行D-S证据融合;基于条件化线性组合规则,将历史证据与当前时刻证据进行证据更新,得出当前时刻该监测区间上浮风险的安全风险等级为较安全状态,最后针对安全等级不高的材料因素给出相应的处理措施,为施工阶段隧道管片上浮风险评价与管理提供一种新的思路和方法。

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0 引言

1 构建基于云模型与D-S证据理论的盾构施工隧道上浮风险分析模型

1.1 盾构施工隧道管片上浮风险安全评价指标体系构建及等级标准划分

1.1.1 评价指标体系构建

1)土质因素。

2)施工因素。

3)材料因素。

4)设计因素。

1.1.2 评价指标等级划分标准

1.2 基于云模型的评价指标体系表达及证据生成

1.2.1 构建评价指标云模型

1.2.2 评价指标风险等级隶属度计算

1.2.3 全集Θ的不确定性隶属度赋值

1.2.4 隶属度归一化生成证据

1.3 D-S证据融合与证据更新

1.3.1 证据冲突检测与证据融合

1.3.1.1 证据冲突检测

1.3.1.2 证据融合

1.3.2 证据更新

1.3.2.1 计算不同时刻的证据距离和相似度

1.3.2.2 计算证据支持度和可靠度

1.3.2.3 计算历史证据权重τt和当前证据权重υt

1.3.2.4 更新后的证据获取

2 盾构施工隧道管片上浮风险实例分析

2.1 工程概况

2.2 构建盾构施工隧道管片上浮风险评价指标云模型和证据生成

2.2.1 评价指标云模型构建

2.2.2 隶属度计算与证据生成

2.2.2.1 黄浦路站—徐家棚站越江区间段实测数据

2.2.2.2 风险等级隶属度计算

2.2.2.3 全集Θ的不确定性隶属度赋值

2.2.2.4 归一化生成证据

2.3 盾构施工隧道管片上浮风险的证据融合与证据更新

2.3.1 冲突检测与证据融合

2.3.1.1 冲突检测

2.3.1.2 证据融合

2.3.2 证据更新

2.3.2.1 计算m1:t-2、m1:t-1与mt两两之间的证据距离和相似度由式（8）、（9）计算出证据m1:t-2、m1:t-1、mt两两之间的距离和相似度,则有d（m1:t-2,mt）=0.304,d（m1:t-1,mt）=0.322,d（m1:t-2,m1:t-1）=0.074;

2.3.2.2 计算证据m1:t-2、m1:t-1与mt的支持度和可靠度

2.3.2.3 计算历史证据权重τt和当前证据权重υt

2.3.2.4 更新后的证据获取

2.4 盾构施工隧道管片上浮风险评价结果与控制措施

2.4.1 风险评价结果

2.4.1.1 整体风险评价

2.4.1.2 风险因素评价

2.4.2 控制措施

1)改进注浆浆液性能。

2)改善同步注浆工艺。

3)适当进行二次注浆。

3 结论与讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 汤扬屹,吴贤国,陈虹宇,陶妍艳,王虎,曾铁梅,张立茂

关键词: 盾构施工隧道,管片上浮风险评价,云模型,证据理论,证据融合与更新

来源: 隧道建设(中英文) 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 铁路运输,公路与水路运输

单位: 华中科技大学土木工程与力学学院,新加坡南洋理工大学土木工程与环境学院,武昌首义学院,中铁隧道局集团有限公司,武汉地铁集团有限公司

基金: 国家自然科学基金项目(51378235,71571078,51308240,51778262),国家重点研发项目(2016YFC0800208),教育部博士后基金项目(2015M570645)

分类号: U455.43;U231.3

页码: 2011-2019

总页数: 9

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基于云模型与D-S证据理论的盾构施工隧道管片上浮风险评价

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