基于模糊贝叶斯网络的引水隧洞安全评价模型分析

为准确预测黄河引水隧洞安全隐患,提出基于模糊集理论和主观贝叶斯方法的模糊贝叶斯安全评价模型。结合实际巡检数据,模型使用贝叶斯网络处理模糊信息与不确定信息,将巡检数据中给出的多态性故障事件模糊化;再通过贝叶斯网络的条件概率表找出不同故障事件之间的逻辑关系;最后获得对引水隧洞安全模型的整体评价。通过开展引水隧洞安全评价模型实例分析,验证了该方法的可行性。

隧道单向大间距点式排烟设计方法研究

排烟口间距≤60 m、开启数量不少于3处的重点排烟模式已在隧道中广泛应用。针对其存在因间距小而排烟口数量多、漏风量大问题,提出了火源上游侧纵向通风+下游侧精准开启1处排烟口(含多个排烟阀)的新型单向大间距点式排烟模式。考虑参数间相互关联性,基于特殊消防设计思路,构建了单向大间距点式排烟模式有效性评估模型,并提出了优化设计方法。依托实际隧道工程,通过数值模拟对新型点式排烟模式进行了研究,探讨了不同排烟阀个数、纵向风速、排烟口间距及坡度对烟控效果的影响,结果表明:考虑隧道火灾最不利情况火源功率50 MW下,推荐纵向风速3.67 m/s、1处排烟口(含12个排烟阀)、排烟口间距300 m的通风排烟方案。并采用缩尺寸模型试验,验证了新型点式排烟设计的合理性。

城市综合管廊运行安全风险评价及对策研究

为有效预控城市综合管廊运行安全风险,运用群体评价中的序关系分析法和改进物元可拓模型对城市综合管廊运行安全风险评价进行研究。首先,通过文献研究和实地调研,依据人、机、环、管分类标准构建综合管廊运行安全风险评价指标体系;其次,考虑专家对于评价问题的掌握程度,运用序关系分析法和群决策理论计算专家权重和指标权重;然后,考虑非对称贴近度比最大隶属度更有助于提高风险信息表达的完备性,在物元可拓模型中引入非对称贴近度计算城市综合管廊运行安全风险等级;最后,以实际综合管廊项目为例验证所建模型的可行性,并与传统物元可拓模型的风险评价结果进行对比分析。研究结果表明:物元可拓模型中运用非对称贴近度相比传统的最大隶属度原则,有助于提高风险信息的完备性,进而提高综合管廊运行安全风险评价结果的准确性,为决策者更好的预控风险提供理论依据。

基于云模型的运营隧道结构健康安全评价

为了实现运营隧道结构健康安全评价,选取19个指标因素作为评价指标,并基于大量工程实践和专家经验,进行云模型连续型影响因素属性离散化,得到运营隧道风险评价因子云模型分级标准。根据风险因子的不确定性,建立运营隧道结构健康安全评价云模型,并通过实例进行验证。结果表明,基于云模型的运营隧道结构健康安全等级具有较好可行性与适用性。同时,通过敏感性分析得到影响运营隧道结构健康安全的敏感性因素,为运营隧道结构健康安全控制提供支持。

隧道施工现场安全评价的费歇判别分析(FDA)模型及其应用

建立了隧道施工现场安全评价的费歇判别分析(FDA)模型,从基坑支护、施工用电、机械设备、安全管理等方面选取20个影响因素作为该模型的评判因子。充分利用隧道施工已有安全信息,根据工程施工的历史实例数据对FDA模型进行训练,将所建立的模型应用到某公司隧道施工的评价实例中。结果表明:评价结果和实际情况吻合;可以为隧道的安全施工提供理论指导,具有重要的实用价值,可在工程中推广使用;该评价方法也为隧道施工现场的安全评价提供了一条新的思路。

基于模糊理论的隧道施工安全预警模型研究及应用

针对公路隧道施工安全事故发生的特点和影响隧道安全施工的复杂因素,建立了公路隧道施工阶段多层次多因子安全监督动态评估指标体系;运用模糊数学中的多层次多目标模糊优选模型,建立隧道施工安全监督二级动态评估预警模型;利用层次分析法(AHP)计算各评估指标参数的权值,使评估结果更客观、更符合实际。通过对数学模型实际应用,评估结果与实际安全状况比较吻合;该数学模型对公路隧道施工安全监督进行动态评估具有现实的指导意义,为隧道施工安全管理工作提供了理论指导。

山区高速公路桥隧段行车安全评价模型研究

桥隧连接段属于道路环境突变段。研究表明在道路环境突变段所产生的交通事故多为恶性事故,为了改善桥隧段的行车安全,利用模糊理论的相关方法来评价桥隧段行车的安全性,并在计算隶属函数隶属度的时引入人工神经网络的相关理论,避免了确定隶属函数时的主观性和模糊性;在方法类型的角度,使用模糊理论来评价桥隧段行车的安全性,在评价时使用了多个层次、多个因素的分析方法,在解决道路行车安全评价时具有一定的优越性,使得评价更趋于精确,客观。

基于云模型的长时停工隧道衬砌结构质量评价

基于长时停工隧道衬砌结构质量评价中通常存在的定性描述和定量转化问题,引入一种基于云模型理论的长时停工隧道衬砌结构质量评价方法。根据长时停工隧道衬砌结构的特点,选取锚杆数量和衬砌厚度等20项评价指标,建立了长时停工隧道衬砌结构质量分级的评价模型;通过正向正态云发生器生成对应的云模型参数,再结合各评价因子的权重,获得云模型的综合确定度,最后利用最大隶属度原则确定长时停工隧道衬砌结构质量状态等级;将该模型应用于某一长时停工隧道工程实际,评定了该隧道衬砌结构的质量状态等级。结果表明,该方法不仅能给出长时停工隧道衬砌结构的质量等级,还能客观反映长时停工隧道衬砌结构中各因素的合格情况。

衬砌存在裂缝的隧道力学模型研究及应用

衬砌裂缝是隧道工程中最常见的病害,准确评价存在裂缝的衬砌结构安全状况是隧道工程师面临的难题。通过隧道裂缝病害力学和几何特征分析,利用接触理论模拟裂缝面的接触摩擦作用,基于地层-结构方法建立含纵向裂缝的隧道计算模型,并综合钢筋混凝土强度理论和脆性材料断裂判据,建立存在裂缝的隧道衬砌结构安全性评价方法,在计算模型和评价方法基础上,分析裂缝角度对衬砌结构安全的影响。计算结果表明,裂缝角度是决定裂缝表面摩擦接触状态的重要参数,是决定裂缝扩展及衬砌结构稳定性的重要因素,该结论对深入理解和分析裂缝面承载机理具有指导意义,对存在裂缝病害的隧道病害检测和状态评定具有借鉴作用。

基于模糊层次分析法的隧道施工安全评价方法

利用模糊数学和层次分析法构建了公路隧道施工系统安全综合评价模型,该模型在评价过程中不仅使主观与客观相统一,而且能够模拟人对复杂决策问题的思维判断过程,并对一些难以避免的模糊概念用量化来表示,得到的评价结果比较直观.通过工程应用,验证了该评价方法切实可行.

隧道施工过程的三角模糊数与神经网络安全评估

为动态地对地铁隧道施工过程进行安全评估,针对地铁超浅埋暗挖段隧道,构建三角模糊数与神经网络相结合的地铁隧道施工过程安全评估模型.根据监测和数值仿真数据建立安全指标体系;划分地铁隧道施工过程评估等级,并将评估等级语言变量转换为三角模糊数;用混合遗传算法优化的BP神经网络,找出综合指标数据与评估等级的非线性映射关系.研究结果表明:大连地铁超浅埋段隧道施工过程处于安全等级;通过与既有方法比较分析,证明该评估方法与实际情况具有较强的贴近度.

关于公路隧道健康状况均衡评估模型的探索

针对目前公路隧道健康状况评估方法存在的问题,文章提出了公路隧道健康状况均衡评估模型,即通过相关物理力学参数分布的均衡性来推断公路隧道的健康状况,其中均衡性的程度按变异系数和失衡系数的大小来界定。研究表明:在足够地层抗力均布的前提下,围岩压力分布不均衡对隧道结构安全性影响不大,而地层抗力分布的均衡性对隧道结构安全性的影响比较显著;为保障隧道结构的安全性,宜令拱腰以下范围的地层抗力变异系数不大于0.5、失衡系数不大于0.3,勿使变异系数大于0.7或失衡系数大于0.6。

基于熵权TOPSIS的高速公路隧道运营安全性评价

为准确评价隧道运营过程中的安全性,尽量减少人为因素的干扰,从交通状态、隧道环境、机电设施、交通工程设施等方面建立隧道运营安全性评价指标体系,同时建立基于熵权法的TOPSIS隧道运营安全性评价模型,采用熵权法来计算评价指标权重,可反映大部分指标的原始信息。结合TOPSIS模型对隧道运营安全性进行评价,并以贵州省境内某高速公路隧道Q_1、Q_2、Q_3为例,计算各隧道与理想解的相对贴近度,其分别为0.657 4、0.439 6、0.534 8,因此隧道Q_1的关联度最大,故其安全性最高;隧道Q_3次之,隧道Q_2的安全性最差。其评价结果与现场情况基本一致,表明该方法对于隧道运营安全性评价具有一定的参考价值。

含煤公路隧道施工瓦斯突出安全风险评估

针对隧道施工中瓦斯突出安全风险评估模糊性与随机性并存的特点,基于云模型理论,选取煤的坚固系数、煤层的厚度等8项主要影响因素构成评估指标体系,并将每项评估指标具体量化为4个风险等级,分别计算各评估指标隶属于不同风险等级的云模型数字特征值,通过层次分析法确定指标权重,结合正向正态云发生器,计算综合确定度并确定施工安全风险等级。采用该评估模型对工程实例进行分析,结果表明该模型是合理可行的。

引大入秦工程隧洞安全评价研究

采用PSR模型,结合项目调研成果选取了31个影响隧洞安全的PSR指标,并采用AHP法确定各PSR指标的权重,将引水隧洞的安全状态划分为五个等级,综合评价引水隧洞所处的安全状态。最终根据PSR指标相关分析的结果,确定影响引水隧洞安全运营的五项主要因素。

基于OMA隧道爆破振动下砌体结构的安全评价

以成渝客运专线新红岩隧道上方二层砌体结构为例,采用OMA(运行模态分析)方法研究了砌体结构在隧道爆破引起的地面振动作用下的安全性。结果表明:采用电子雷管爆破相比非电雷管能够有效降低地面振速,峰值振速最多降低约67%;二层砌体结构前4阶固有频率位于9~25Hz,有限元模型修正后其固有频率与实验值的误差明显减小,使其更加符合实际;非线性动力分析表明砌体结构门、窗的角部、砌体与混凝土材料的交界处及底层主应力集中程度高,但砌体的主压应力和主拉应力均小于规范值,表明砌体在爆破振动作用下是安全的,而且电子雷管更适用于结构安全性要求高的隧道爆破;现场调研发现砌体楼房在隧道爆破振动下没有发生损伤,表明基于OMA方法进行隧道爆破振动下砌体结构的安全评价是可行的。

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,弥补了目前实践中经验法的不足,具有一定的学术和实用价值。

基于Vague集理论的城市综合管廊运营安全研究

城市综合管廊是一种地下空间集约化应用方式,由于建成后运营周期长、穿越环境复杂、运营管理工作繁重的特点,其运营过程中会面临诸多复杂安全风险。为有效评估城市综合管廊运营期间的总体安全状况,首先从廊体情况、管线情况、管廊设备设施情况、人员组织管理、自然环境情况、运营情况6个方面对影响管廊运营安全的相关因素进行分析,建立了运营安全评价指标体系。随后提出了基于熵权-Vague集的综合评价方法,最后通过算例对不同运营时期的安全运营状况进行评价,以算例验证评价方法可行性。研究表明,该方法对于城市综合管廊运营安全的评估是科学的、有效的,其评价结果可以作为制定综合管廊运营维护方案与后续规划设计的参考。

基于云模型的长时停工隧道初期支护质量评价

为解决长时停工隧道初期支护质量评价中的定性概念与定量描述的转换问题,基于云模型理论,根据相关文献和标准规范,建立了长时停工隧道初期支护质量评价指标体系,并将评价因子进行等级分类,通过正向正态云发生器生成对应的云模型参数,再结合各评价指标的权重,获得云模型的综合确定度,最后利用最大隶属度原则确定长时停工隧道初期支护质量状态等级。基于该模型,对2个长时停工隧道初期支护进行了质量评价,结果表明：本文构建的长时停工隧道初期支护质量评价模型与模糊综合评价模型的评价结果相吻合,验证了云模型的可行性和合理性。

基于RS-可拓云模型的水工隧洞围岩安全评价

为了提高水工隧洞施工安全评价结果的可靠性,选取岩石质量指标、湿抗压强度、完整性系数、结构面强度系数、地下水渗水量5个因素作为评价指标,运用改进重要度的粗糙集计算客观权重,选取可拓云模型充分考虑以往围岩评价过程中由于等级分界与数据获取存在的不确定性,构建了基于RS(粗糙集)-可拓云模型的水工隧洞围岩安全评价方法,并将该方法应用于某水工隧洞中的12段围岩中。结果表明,改进重要度的粗糙集计算的权重,既能满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,基于RS-可拓云模型对于水工隧洞围岩安全等级的确定较为有效,通过该方法得出的隧洞围岩安全等级与实际情况一致。研究成果为水工隧洞围岩安全评价提供了一定的参考。