盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价

针对地铁盾构施工诱发临近桥梁安全风险评估结果不完善、存在失真等问题,提出一种基于变权可拓云模型的盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价方法。首先,结合以往研究基础和实际工程经验,建立盾构施工诱发临近桥梁安全事故机理模型,进而确定孕险环境、致险因子和承险体3个1级指标,其中包括有岩土层物理性能参数、隧道工程条件、盾构施工条件、盾构施工参数、施工管理风险、桥梁现状及桥梁自身条件7个2级指标和内摩擦角、弹性模量等27个3级指标为依据建立盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价指标体系。其次,通过改进CRITIC客观赋权法获取评价指标权重,并采用变权可拓云模型构建盾构施工诱发临近桥梁安全风险评价模型,其中引入变权理论得到使评价结果更加科学合理的变化权重。最后,对某市轨道交通1号线一期工程Ⅱ标段沿线桥梁进行实例分析。研究结果表明,4座盾构施工临近桥梁安全风险等级分别为Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅰ级。其中,该施工场地各项土体指标、隧道覆跨比、隧道埋深、隧道直径及桥桩与隧道的相对位置等指标风险较大,即该段隧道盾构施工时对于桥梁自身情况及其施工场地环境需要重点监测,并严格做好周围土体加固等各项技术措施。研究结果可为盾构施工诱发临...     

地铁盾构隧道结构安全评估方法研究

地铁盾构隧道服役环境十分复杂,在外界各种环境条件的影响下,其结构安全性会不断发展变化。目前,上海轨道交通盾构隧道维护工作中,以单项指标判定盾构隧道的安全性,存在一定的局限性,需要一个评价指标体系和能够统合所有会影响盾构隧道结构安全性因素的综合评价方法。按照评价指标选取原则,确定了影响地铁盾构隧道结构安全性的各类主要因素,确立了适合地铁盾构隧道结构安全性指标的评价标准,建立了修正的模糊综合评价法。采用该方法对上海轨道交通1号线某上行区间单圆盾构隧道结构安全性进行了综合评价分析。     

地铁盾构隧道结构安全评判指标体系及模型建设研究

本文基于对地铁盾构隧道结构各类病害及变形破坏特征分析,同时结合长期变形及专项维保监测相关工程实践资料,对地铁隧道结构的综合安全性态评判技术及对应评判模型建设开展研究,并结合某地铁区间工程实例,从隧道结构变形监测成果、病害检测成果、结构形变理论极限指标、病害综合评估等多个维度,初步建立了一套较为全面的地铁隧道结构安全评判指标体系及评判模型,可为进一步开展相关隧道病害综合治理及其整体安全管控工作提供技术参考。     

地铁隧道结构健康度多层次评价方法及工程应用分析

为了对运营期的隧道结构的健康状态进行定量分析,提出了"单项评价—区间评价—线路评价"多层次隧道结构健康度综合评价体系。该综合评价体系根据隧道病害数据进行单项评估,基于规范推荐的隧道服役性能指标(S_(TI))计算公式进行隧道区间健康度评估,根据区间长度加权计算的线路的隧道服役性能指标(S_(LTI))进行整条线路的健康度评估。根据上海轨道交通2017—2019年近3年的隧道病害测量数据,利用该综合评价体系进行了具体分析,根据分析结果对重点病害区间进行了病害趋势分析以及建议措施的定性描述。研究结果同时表明,基于区间的健康状态分析结果与单项指标分析结果不完全一致,基于区间的健康状态评估与基于线路的基本一致。     

基于改进理想点法的岩溶隧道突水风险预测

为准确评价隧道突水对施工安全的影响,筛选地层岩性、地形地貌等8个水文地质指标作为隧道突水主要影响因素,建立突水风险评价体系,提出一种基于改进理想点法的风险预测方法。根据改进的模糊层次分析法和熵权理论分别确定指标的主客观权重,将主客观权重之和的最小值作为综合权重并动态修正。运用该方法对杨林隧道4个突水区域的风险等级进行预测,结果和现场实际情况一致,从而验证了该方法的适用性。     

高速铁路隧道结构状态模糊评价方法研究

为了对高速铁路隧道结构状态进行评价,采用定性分析与定量分析相结合的方法,依据调研结果,建立了包含水及结构2项因素的现役高速铁路隧道结构状态三级评价体系,并采用层次分析法及物元理论给出了各级评价指标的权重计算方法及权重计算结果。基于单因素指标打分结果并采用模糊综合评价理论,提出了高速铁路隧道结构状态三级模糊综合评价方法,通过工程算例分析证明了所提方法的适用性。     

山岭隧道大变形危险性评价的功效系数法研究

研究目的:山区铁路隧道地质条件复杂,构造作用强烈,软弱围岩大变形灾害频发,经常会引起支护结构变形、开裂甚至坍塌等,对其进行科学合理的危险性评价并采取针对性的防护措施具有十分重要的意义。本文通过综合分析大变形破坏特征及发生规律,构建完善的大变形评价指标体系。采用层次分析法和熵权法相结合综合确定各个指标的权重,基于功效系数法理论及计算规则,构建一种隧道大变形危险性评价模型,将其应用于成兰铁路杨家坪隧道大变形危险性评价。研究结论:(1)大变形与围岩洞壁最大主应力、岩石抗压强度、围岩强度应力比、岩石弹性模量、围岩级别、地质构造、地下水密切相关,评价指标总体反映了大变形发生所需的地应力环境、围岩性质和岩性条件;(2)结合层次分析法和熵权法,通过引入距离函数,综合主观赋权和客观赋权建立组合赋权规则,解决了单一客观或主观权重的差异性和片面性问题,使得大变形评价指标权重的确定更加符合实际、更具科学性;(3)本文模型评价结果的准确率达到90.9%,验证了模型的可行性和准确性,可为预防隧道大变形灾害发生、降低施工损失及安全运营提供科学依据。     

服役期隧道结构安全控制技术研究综述

结构安全问题始终贯穿着隧道全寿命周期,是保障交通线路正常通行的关键节点之一。从隧道结构典型病害类型、病害感知、结构安全状态评价与病害整治等方面入手,梳理服役期隧道结构安全控制技术的研究现状。研究结果表明：服役期隧道结构病害主要包括水害、混凝土结构裂损、结构变形超限以及衍生病害;渗漏点的分布与隧道结构的复杂程度有一定关联。隧道病害受周边环境和结构自身共同影响,不同病害之间相互影响、关系密切,在特定情况下互为因果。高清数字图像、激光点云、探地雷达图像均可作为深度学习的训练数据集,病害识别的效果与计算机性能、GPU以及神经网络模型有直接关系,工程中通常借助快速移动平台提高病害的识别效率;依托量子计算的人工智能手段将是隧道病害感知发展的方向。健康监测系统的实施是掌握隧道结构安全状态的重要手段之一,针对其故障率高、成本高、条件要求高的缺点,业内已开展了关于轻量化监测的有关探索。规范中推荐的隧道安全评价方法有单指标评价和综合评价,目前常用的安全评价理论有数十种之多,未来应将相关理论与实际工程应用相结合作为研究的重点。注浆是隧道病害整治的重要手段之一。新技术的应用极大提升了隧道病害整治行业的技术水平...     

软土地层地铁盾构隧道结构病害数值模拟及分析

地铁盾构隧道在服役过程中,其衬砌结构表面难以避免地存在不同严重程度的结构病害,如裂缝和渗漏水.为了能够客观地评定结构病害的严重程度,迫切需要研究结构病害主要参数与结构服役性能之间的力学关系.以地铁盾构隧道衬砌结构表面的裂缝和渗漏水病害为研究对象,基于地层结构法,采用接头弱化的盾构隧道三维实体有限元模型,建立可以同时模拟...     

基于熵权-TOPSIS的轨道线网分级测度

针对传统分级模型指标权重取值难度大、主观性强、灵敏度差的缺点，从可量化角度，以减少指标参数主观取值为目标引入熵权法。结合轨道交通线网特点，提出评价指标体系及指标处理方程，采用能根据原始数据客观赋权的熵权法确定指标权重,再运用TOPSIS法构建基于熵权-TOPSIS的轨道交通线网综合评价模型，并通过成都市轨道交通远景预选方案对模型进行实证检验。结果表明：该模型具有较强的科学性与可行性，能有效支持轨道交通线网的综合决策。     

基于熵权TOPSIS的轨道交通线网分级测度

针对传统分级模型指标权重取值难度大、主观性强、灵敏度差的缺点,从可量化角度,以减少指标参数主观取值为目标引入熵权法。结合轨道交通线网特点,提出评价指标体系及指标处理方程,采用能根据原始数据客观赋权的熵权法确定指标权重,再运用TOPSIS法构建基于熵权TOPSIS的轨道交通线网综合评价模型,并通过成都市轨道交通远景预选方案对模型进行实证检验。结果表明:该模型具有较强的科学性与可行性,能有效支持轨道交通线网的综合决策。     

病害隧道结构安全性评价模型与方法

基于结构-荷载法隧道计算理论,分别建立了隧道衬砌结构厚度不足、材料劣化及背后空洞3种病害结构计算模型,并进行了工程实例分析,阐述了病害隧道结构安全性评价的具体方法.研究结果表明:隧道结构病害的存在,改变了其整体刚度和受力状态,降低了整体承载能力.所建立的病害结构安全性评价模型能够综合考虑隧道常见病害对结构的影响,弥补了...     

基于改进Yolov5的地铁隧道附属设施与衬砌表观病害检测方法

随着地铁隧道服役时间增长,隧道衬砌在多因素影响下病害频发,对隧道结构及临近附属设施造成不良影响,严重危及到行车安全。因此,亟需精确高效的地铁隧道病害及设施检测技术。然而,地铁隧道存在内部环境复杂,附属设施与衬砌病害纹理及灰度相似、目标尺度不一等检测难点,传统的人工巡检及数字图像处理方法均存在局限。针对上述问题,提出一种基于改进Yolov5的地铁隧道附属设施及衬砌表观病害检测模型。针对设施及病害的位置特征引入坐标注意力(Coordinate attention)引导模型对目标区域赋予更高权重,抑制背景噪声;采用Bi FPN(Bi-directional Feature Pyramid Network)特征融合网络提升小目标病害检测效果;并利用Ghost Bottleneck替代部分卷积减少模型参数,提高检测效率。为验证改进后模型检测性能,进行现场实验,构建样本数量为843的地铁隧道衬砌图像数据集。并采用随机裁剪、镜像翻转等数据增强方法,将样本量扩充至4 072。数据集上的实验结果表明,改进模型的平均精度均值(m AP)可达89.2%,较原模型提高了3.7%,有效提升了隧道环境中小目标病害...     

岩溶地区地铁隧道盾构施工风险识别与评价研究

贵阳市地铁3号线盾构施工区间岩体内存在多处溶孔、垂直溶洞和溶蚀破碎带,在这种复杂地质条件下,盾构施工工期长且施工技术复杂。采用可考虑多因素的层次分析法对岩溶地区地铁隧道盾构法施工风险进行研究：首先,根据工程现场资料及专家咨询意见建立岩溶隧道盾构法施工风险评价指标体系,包括盾构掘进风险、周边环境风险、自然及地质风险3个一级指标,盾构机选型与刀盘、刀具选型和盾构进出洞加固等13个二级指标和相应风险源;然后,利用层次分析法分别计算各个风险指标权重,并结合专家打分法对岩溶隧道盾构法施工风险进行综合风险指数计算;最后,根据计算得到的风险指数确定隧道施工风险等级,并给出相对应的风险控制措施。将该风险评价模型应用于贵阳市轨道交通3号线农学院站—花溪公园站区间盾构法施工中,得到总体风险等级为Ⅱ级,该结果与现场施工情况基本吻合,说明该模型具有较好的实用性。     

城市轨道交通评价指标权重模糊决策方法

综合考虑轨道交通路网与城市发展的协调性、综合效果性、建设实施性和路网结构合理性,构建长沙市城市轨道交通路网评价指标体系.基于专家组意见,用模糊理论的梯形模糊数方法计算城市轨道交通路网评价指标的主观权重;基于各路网方案的评价指标值,用熵值法计算城市轨道交通路网评价指标的客观权重;将主、客观权重组合,得到评价指标的组合权重.基于梯形模糊数的主观构权法,能够在平权或异权的多人决策环境下反映主观决策过程中潜在的不确定性和模糊性,利用熵值法挖掘评价指标值中包含的信息,能够客观反映评价指标值对路网方案决策的重要性.因此,采用主客观相结合的组合权重法可使城市轨道交通路网方案评价结果更符合实际情况,并具有很强的实用性.     

强刚度低配筋预应力盾构隧道 管片衬砌技术研究

传统盾构隧道管片是由环向和纵向螺栓连接而成的非连续性结构,存在整体性差、抗变形能力弱等缺陷, 造成盾构隧道在施工和运营过程中常出现管片变形过大、接头开裂、螺栓锈蚀、漏水等问题,严重威胁盾构隧道 安全。为解决上述问题,将预应力系统引入盾构管片结构,提出强刚度低配筋预应力盾构隧道技术。通过对盾构 管片施加环向和纵向预应力,可将盾构管片连接为整体,提高盾构隧道的整体性、抗变形能力等性能。通过数 值模拟对比分析预应力管片和传统管片的性能差异,研究表明：采用该技术可提高管片轴力,降低管片弯矩和变 形,同时用钢量较传统管片可降低至少 45%。本技术可有效解决传统盾构隧道存在的问题,并且降低钢筋用量, 可为轨道交通、市政、铁路、公路等行业的绿色低碳新技术研究提供借鉴。     

基于弯矩最小化的地铁盾构隧道横断面优化设计分析

盾构隧道在过大弯矩作用下易发生横椭圆变形超限,且纵缝接头易发生结构病害,因此提出尽量减小弯矩的盾构隧道横断面设计理念。首先提出了零弯矩盾构隧道概念,得到其横断面合理轴线的结构力学模型与解析表达式,以及零弯矩盾构隧道横断面关键参数的计算公式。考虑到一条或多条地铁线路只能选用一种盾构隧道横断面,为此给出了基于弯矩最小化的盾构隧道横断面设计方法,即采用加权平均法确定零弯矩盾构隧道横断面设计的土压力参数,并给出了基于弯矩最小化的盾构隧道隧道横断面设计流程。基于弯矩最小化设计盾构隧道横断面的目的是最大限度地减小全线盾构隧道的弯矩,相比传统的圆形横断面,弯矩最小化盾构隧道横断面的弯矩有了大幅度地减小。     

城市群区域城际轨道交通线网规划综合评价

在城市群区域城际轨道交通线网规划综合评价中,构建一种新的基于模糊集-熵组合赋权,应用灰色系统理论进行评价的模糊集-熵-灰色系统理论组合评价模型来进行综合评价;首先应用梯形模糊数确定各指标的主观权重,引入熵值理论确定各指标的客观权重;然后采用线性加权法将各指标的主观权重和客观权重进行线性加权求和得到组合权重;最后应用灰色系统理论建立灰色关联模型、规范评价指标值、计算灰色关联系数和灰色关联度,根据灰色关联度值的大小来优选线网规划方案。     

天津地铁隧道运营状态评价方法研究

近年来我国地铁事业迅速发展,隧道工程数量显著增加,随着运营服役时间的增加,隧道病害呈批量显现,如不能及时整治维护,将会严重影响线路的正常运营,而对隧道的运营状态进行综合评价是解决该问题的关键。在天津等富水软土地区,地铁渗漏水现象较为严重,而由于渗漏水和环境湿度过大造成的材料劣化也成为天津地铁隧道的主要病害。本文从检查项目的种类、分项评价量化指标、隧道运营状态评价标准与分级等方面出发,对国内3部地铁隧道运营状态评价规范进行比较与分析,针对目前评价方法中存在的问题与不足,并根据天津地区地铁隧道特点,建立科学有效的隧道结构区段综合性评价体系,并提出相应的地铁隧道整体运营状态评价方法,为隧道结构的安全服役提供保证。     

高铁接触网健康状态的熵权多信息综合评估

为了改进目前普遍采用的简单的铁路接触网检测评价方法,提出接触网健康状态的模糊综合评估模型。利用模糊数学对接触网的检测数据进行处理,采用隶属度函数评价各指标属于评判集的隶属程度;通过熵权理论挖掘检测数据中所蕴含的信息,确定各检测指标的评价权重,对接触网的健康状态进行综合评估,并对评判集的秩进行加权综合实现接触网健康值的量化。对某铁路区段实际接触网状态的评估表明:该方法可行,且评价结果更为直观。