基于MTS-Choquet群决策法的隧道施工方法优化研究

目前隧道施工方法选择主要以经验为主,以相应数值模拟结果分析为辅,其优化决策理论研究方面比较滞后。为此,基于马田系统(MTS)、Choquet模糊积分、群决策和信噪比等基本理论,建立了隧道施工方法优选决策模型。该模型以施工环境等6个指标构成评价指标体系,依托区间数构建各专家h决策矩阵及异常工法区间矩阵,并聚合群决策矩阵和相关规范化,然后基于标准差、方差、马氏距离理论求解各子属性集Y_(q)下异常工法区间矩阵间的马氏距离矩阵,进而由望大特性信噪比求得各属性模糊测度值,最后分别按工法各属性、各工法计算Choquet模糊积分综合评价值并排序,确定最优隧道施工方法。将该模型应用于怀阳高速公路马咀隧道Ⅳ级围岩,对CD(I_(1))、CRD(I_(2))、双侧壁导坑开挖(I_(3))三种工法进行了评判,得到了其优劣排序为I_(3)>I_(2)>I_(1),即该隧道Ⅳ级围岩最优施工方法为双侧壁导坑法,这与目前经验认知结果一致。

新建车站密贴下穿既有车站施工方法研究

以北京地铁6号线西延线工程苹果园站密贴下穿既有车站工程为背景,对新建车站施工方法进行研究。采用有限元分析软件迈达斯GTS-NX软件分别对中洞法、侧洞法、柱洞法及PBA法四种常用浅埋暗挖施工方法的施工过程进行模拟,对比分析不同施工方法对地表沉降、既有车站结构变形、既有车站轨道结构变形及围岩塑性区分布的影响,其结果表明:首次开挖对地层扰动是最大的,且引起的地表沉降在整个施工过程也是占比最大的,PBA法施工对地表沉降控制效果最好,中洞法、柱洞法次之,侧洞法控制效果最差;不同施工方法引起的既有车站结构沉降趋势相同,靠近施工断面的沉降大,远离施工断面的沉降小;不同施工方法下既有车站轨道结构沉降规律是不相同的,中洞法、柱洞法受群洞效应的影响大,曲线呈不均匀性,而侧洞法和PBA法受群洞效应影响小,曲线较均匀;四种工法施工引起的塑性区均在车站周围,除PBA法外,其余工法的塑性区均已侵入车站内部,会影响既有车站的安全;最终通过实测数据与数值模拟结构的对比分析,验证了数值模拟的准确性。