层次分析法在铁路运营隧道健康状态综合评判中的应用

影响铁路运营隧道健康状态的因素众多,并且具有模糊性.按照指标体系中的评价指标的选择原则,在对影响铁路运营隧道结构安全的因素进行分析的基础上,从铁路运营隧道健康诊断研究的需要出发.构建评价指标体系.采用10/10～18/2标度法确定评价指标的权重,运用岭形函数计算评价指标的隶属度矩阵,以加权平均算子进行定量化综合分析评判...     

雷达图法在复杂地质下岩溶隧道风险评估中的应用

诱发岩溶隧道风险的因素复杂多样。针对复杂地质条件下岩溶隧道风险评估中存在主观性与客观权重单一片面性的问题,文章采用定性和定量相结合的思想,选取主要影响因素,建立岩溶隧道风险评估体系,利用熵值法确定指标权重并对指标进行归一化处理。在此基础上,建立数值与图形相结合的雷达图法评估模型,引入四个风险等级对应的参考样本,定量并直观地得出各等级综合评估范围,从而实现岩溶隧道风险评估。评估结果验证了雷达图法岩溶隧道风险评估模型的可行性和准确性,可为岩溶隧道风险评估提供理论依据。     

汶川地震隧道震害影响因素的统计和分析

为了对隧道震害的影响因素进行分析,文章搜集了汶川地震中4座破坏较为严重的隧道震害资料进行统计分析,并通过ANSYS软件建模进行了计算验证。统计分析和数值模拟结果表明,隧道震害的几个主要影响因素包括地震参数(地震波峰值加速度)、围岩级别、隧道埋深、与隧道相交的断层、隧道洞身的特殊结构部位等。其中地震波峰值加速度越大、围岩级别越低或当隧道通过断层时,隧道衬砌破坏程度越严重;隧道埋深越大隧道震害程度越小;隧道洞身特殊结构段处容易发生应力集中,引起震害程度加重。     

山岭隧道洞身段震害规律与地震风险模糊综合评价分析

隧道洞身段长度因占隧道整个长度的比重较大,发生地震损坏的风险不容忽视。文章通过建立地震风险模糊综合评价模型,对山岭隧道洞身段地震风险进行了分析;收集整理了汶川地震中四川省境内59座山岭隧道震害资料,归纳出了影响隧道洞身段地震反应的10个主要因素,即埋深、施工情况、支护结构及强度、断面大小及形状、地震烈度、地震波传播方向、震中距、隧道长度、断层与软弱破碎带、围岩质量,并总结了与震害的关系;采用层次分析法计算地震风险因素的权重,选取梯形和语意隶属函数,应用模糊数学和加权平均法进行了模糊综合运算。通过将模糊综合评价模型应用于龙洞子隧道的工程实践,得出了洞身段地震风险级别为极高的结论;通过汶川地震中的实际震害也验证了该模型的正确性。     

基于组合权重-未确知测度理论的铁路货场作业态势评估

货场作业态势评估理论与方法可以帮助货场管理人员实时把握、主动调控货场作业状态。本文在分析货场作业态势的基础上,对关键因素进行量化,从装车、卸车和取送车三个角度构建态势评估表征指标体系,运用相似系数法修正G1法,提出基于客观修正主观的组合权重-未确知测度模型对铁路货场作业态势进行评估。通过构造算例与传统的熵权-TOPSIS法进行对比验证,结果表明：该方法能合理表征货场作业态势,并具有指标权重计算合理、结果直观易懂的优势,可以为货场管理人员提供管理决策依据。     

重载作用下铁路隧道底部结构动力响应特征及合理设计参数研究

文章基于动力有限元理论,采用激振函数模拟列车荷载,建立了重载铁路隧道结构与围岩的耦合数值计算模型,分别分析了不同矢跨比、填充层厚度和仰拱厚度对重载铁路隧道底部结构动力响应特性的影响。结果表明:重载作用下,隧道底部结构各部位的动力响应程度较常规铁路隧道更大,对结构的稳定性更为不利。同时通过研究得出了重载作用下,隧底结构不同力学指标的最大响应值及其出现的具体位置,进一步通过设置典型参数工况,探讨了重载双线铁路隧道底部结构的合理设计参数,对于重载双线铁路隧道底部结构,矢跨比、填充层厚度、仰拱厚度分别取为1/10~1/11、1.2~1.3 m和40~50 cm较为合理,能有效改善重载双线铁路隧道底部结构的动力响应及受力状态。     

围岩节理面不利组合条件下隧道塌方的模糊安全评价

节理发育是隧道塌方事故发生的主要影响因素之一,文章针对节理面不利组合发育的围岩,分析了围岩塌方的影响因素,构建了节理面不利组合下围岩塌方安全评价指标体系;引入二级模糊综合评价模型,运用乘积标度法确定塌方安全评价指标体系的权重值,采用单值隶属函数确定指标体系定性的隶属度;基于评价模型,给出了节理面不利组合下围岩的塌方安全指标体系中二级指标的定性和定量分级标准。通过对丁家湾隧道进行塌方安全评价,并对评价模型进行验证分析,其结果与实际施工中的塌方概况大体相同,验证了模型的实用性和有效性。     

岩溶地区隧道涌水风险的可拓评价模型及应用

岩溶地区隧道发生涌水灾害的风险大。文章基于可拓理论建立了岩溶区隧道涌水风险的可拓评估模型。在该模型中,首先建立岩溶区隧道涌水风险的多指标评估体系,并对评价指标做无量纲化处理;然后基于岩溶隧道涌水的评价指标的量测值建立待评物元;采用综合赋权法为各评价指标分配权重,其中指标的客观权重采用基于量测值的关联函数法确定,而主观权重采用基于专家知识的模糊层次分析法确定;最后推求待评隧道的物元关于涌水风险等级的关联函数值,通过最大关联度原则确定该隧道的涌水风险等级。同时,通过计算涌水风险等级的变量特征值来判断该风险等级偏向相邻等级的趋势。采用文章建立的风险可拓评价模型对某岩溶区隧道某里程段进行涌水风险评估,其评价结果与实际观测结果具有较好的吻合性,验证了该可拓评价模型的可靠性。     

抓马山隧道浅埋暗挖下穿青兰高速数值模拟分析

以抓马山隧道下穿青兰高速连接线为分析对象,运用MIDAS/GTS建立数值模型,采用地层-结构法计算,计算施工过程中围岩及支护结构的应力、位移值,论证了隧道暗挖法下穿高速公路的可行性。     

基于熵权-Topsis的中老铁路运营管理模式选择

本文从定量的角度出发，提出熵权-Topsis相结合的综合评价法，在三种运营管理模式中选择最适合中老铁路的方式。通过文献资料、项目资料以及专家咨询，分析影响合资铁路运营管理模式的多个因素，建立了综合评价指标体系，包括四个准则层和十二个指标层。首先根据专家打分建立指标的判断矩阵，接着采用熵权法得到其权重值，然后采用Topsis法计算各方案到最优方案的贴近值，求得最优方案。通过济青高铁进行可行性验证，最后应用于中老铁路，得到最合适的方案。     

基于可靠度理论的隧道洞门结构计算软件开发

铁路隧道洞门结构按概率极限状态法设计时,需考虑墙身抗压、抗裂、抗倾覆、抗滑移及地基承载力5种极限状态。为评定洞门结构可靠性,需对不同极限状态下的可靠度指标或承载力极限状态进行计算。传统方法一般采用手算并结合MATTLAB、ANSYS、EXCEL等软件进行计算,其计算效率低,实用性不高。针对以上问题,文章基于Visual Basic平台,开发了基于极限状态法的隧道洞门结构计算软件。该程序实现了洞门结构5种极限状态的可靠度指标和承载力极限状态的快速计算功能,并提供了3种可靠度指标计算方法,包括JC法、分位值法与蒙特卡洛法,软件计算结果可写入Excel模板文件,大大提高了隧道洞门结构计算效率。通过与手算结果对比,验证了该软件计算结果的准确性。     

基于荷载-结构模型的隧道衬砌结构可靠性设计与研究

文章以秦东黄土铁路隧道为工程背景,以"荷载-结构"模型和蒙特卡罗有限元为基础,结合围岩相关参数的数理统计特征值,并应用统计学知识对其隧道结构稳定性进行了研究分析;通过10万次的结构计算,对其进行了假设检验,建立了隧道衬砌结构可靠性设计的计算模型,得出了大断面黄土隧道结构轴力的统计特征和分布类型,从而提出了可用于隧道衬砌结构可靠性设计的计算手段。研究结果对今后结构可靠性理论在隧道衬砌结构可靠性设计的实际应用方面有重要的理论指导意义。     

两步分级法在公路隧道动态施工围岩分级中的应用

《JTG D70-2004公路隧道设计规范》中定性与定量[BQ]值相结合的两步分级法从定性和定量两个角度出发,互相校验和检验,采用多因素指标进行评判,对影响围岩稳定性的分析较为全面,该方法在安徽六潜高速公路隧道中应用效果较好,为调整优化相应工程措施提供了重要依据。     

基于熵权-云模型的隧道围岩分级方法研究

针对隧道围岩分级中的模糊性和随机性,文章将隧道围岩分级体系作为一个模糊系统,选取6个参数作为评价指标,基于熵权法和云模型提出了隧道围岩分级方法。利用正态正向云发生器生成了各评价指标隶属各围岩等级的云模型,并结合熵权法计算出客观权重值,得到了待评样本的综合确定度,从而确定隧道围岩等级。熵权-云模型将评价指标与围岩等级间的模糊性和随机性有机结合,实现了评价指标由定性描述到定量数值的转化,克服了传统隧道围岩分级方法固定评价模式的缺陷。最后,利用熵权-云模型对祥和隧道的5个洞段进行了围岩分级,分级结果与模糊层次分析等方法的结果相符,表明了该方法在隧道围岩分级中的可行性和可靠性,为隧道围岩分级提供了新思路。     

盾构隧道新型衬砌结构设计参数试验研究

盾构隧道衬砌结构由管片和接头组成,接头的形式直接影响盾构隧道的整体力学性能。上海轨道交通18号线盾构隧道新型衬砌结构环间采用新型插入式快速接头,块间采用新型滑入式快速接头。针对错缝拼装的新型衬砌结构,分别进行了整环足尺试验,介绍和分析了新型衬砌结构的受力性能;通过计算给出不同埋深、不同侧压力、不同纵向力下修正惯用法设计计算参数的取值。     

卵石地层地铁隧道近接施工位移特征研究

以北京地铁9号线某区间隧道近接既有铁路桥梁施工为背景,文章基于Hardening-soiJ本构模型采用三维数值计算与现场实测结果相对比的方式,研究卵石地层地铁隧道近接既有铁路桥施工的位移特征。研究得出的结论为:(1)卵石地层岩体较为松散,胶结性较差,围岩稳定性较低,可引入Hardening-soil模型模拟其应力-应变关系;(2)区间隧道开挖引发的竖向位移主要集中在隧道拱顶部位,并随着向地层深部的发展逐渐衰减;(3)地铁区间隧道施工引发的地表沉降可认为是两条单洞隧道地表沉降曲线的叠加,现场实测与数值计算得出的规律一致;(4)既有铁路桥结构最大位移值小于《铁路线路修理规则》的容许位移,现有开挖方式和支护参数满足既有结构安全运营条件;(5)地铁区间隧道开挖引发的地层、既有桥梁结构水平位移整体较小;(6)区间隧道开挖引起的土体扰动主要集中在隧道洞周5.4 m范围内。     

隐伏溶洞对隧道施工安全影响的风险评估体系

作为岩溶地区隧道建设重大安全隐患的隐伏溶洞,易造成突水涌泥、坍塌和沉陷等严重事故,但对相关的风险辨识预警理论尚缺乏系统的研究。文章通过案例统计与理论分析,将隐伏溶洞致险因子划分为地质因素与施工因素两类,其中,地质因素包括:隐伏溶洞相对隧道所处方位、充填物类型与状况、溶洞与隧道间距、围岩等级和溶洞规模等五项;施工因素包括:超前地质预报和施工监测两项。基于致险因子与岩溶隧道施工事故的关系,采用层次分析法计算各致险因子的常权重值,并考虑到不同岩溶隧道的差异,在常权重基础上提出了变权重算法。针对岩溶隧道安全事故系统演化规律,确定致险因子评估取值范围,并给出了隐伏溶洞风险评估等级划分标准。最后结合工程实例,验证了文章所建风险评估体系的可行性和合理性。     

城际铁路隧道与邻近建筑物的相互影响研究

城际铁路隧道不可避免地要下穿建筑物密集的市区,其开挖施工会引起地表沉降,危及建筑物的安全,因此评估城际铁路隧道和邻近建筑物的相互影响就成为迫切需要解决的问题。文章以实际工程为例,将隧道、地基和上部结构作为一个整体,系统地研究了建筑物和下穿隧道的相互影响,针对不同的施工工法和不同的地质情况进行了敏感性分析,并对各类工程措施的效果进行了评估。研究结果表明,基础桩端嵌入地层性质对建筑物沉降、结构内力以及后续的加固处理措施影响很大;相对于隧道不同部位的桩基受隧道施工的影响各不相同,隧道正上方和侧上方45°附近桩基受开挖影响较大;同样地层情况下,盾构法开挖后建筑物的沉降和内力值要比矿山法低;桩基托换对整体沉降的控制要好于加固地层措施,然而桩基托换措施却增大了建筑物局部变形和内力值;建筑荷载作用位置附近隧道段内力会有所增大。因此需要预计各类可能的情况,并根据具体情况综合采取相应的措施。     

软岩隧道浅埋段围岩全位移空间分布特征研究

围岩位移信息的收集对指导新奥法隧道施工具有重要意义。在各种因素制约下,围岩位移信息采集不可避免存在损失位移。文章依托阿拉坦隧道工程实例,以现场实测全位移数据为基础,确定了各施工阶段的围岩应力释放率,并在此基础上,对隧道浅埋洞口段地表与拱部围岩的全位移变化规律进行了三维数值分析。结果表明:隧道开挖过程中,地表测点竖向位移最大为33 mm,与实测结果基本一致,且地表测点竖向位移远大于水平位移,竖向损失位移比例占围岩总位移量的比例高达42.86%;隧道拱顶围岩竖向位移计算值为60 mm,与现场实测结果基本一致,隧道拱部围岩不同方向的损失位移所占全位移的比例不同,水平方向约为21.42%,竖向高达40%以上;掌子面通过监测断面前后约1.0倍洞径范围内围岩变形速率较大,在此区间,围岩竖向位移发生量约占总沉降量的70%。     

基于遗传算法的盾构隧道管片接头刚度反演研究北大核心CSCD

梁-弹簧模型在管片衬砌结构计算中应用较广泛,目前接头刚度取值方法主要有模型试验法及经验取值法,模型试验法耗时长、成本高昂,而依据经验取值难免存在一定主观性。鉴于此,利用C++编程语言,基于遗传算法开发了盾构隧道管片结构位移反分析程序,首先通过弹性模量值反演算例,得出反演值与理论值误差为1.4%,验证了算法和程序的可行性。利用程序将反演接头刚度值与实际设计案例管片接头刚度值进行对比,反演计算结果表明:正弯矩下管片环向接头转动刚度值反演误差为2.6%,负弯矩下管片环向接头转动刚度值反演误差为4.3%。