基于熵-AHP-专家评分的围岩大变形烈度预测研究

围岩大变形地质灾害多发生于高地应力的软岩地下工程中,而随着中国深埋地下工程的增多,围岩大变形灾害的预测与防治已成为困扰地下工程的主要问题之一。通过对围岩大变形影响因素的分析,考虑预测指标的易获取性和快速预测大变形的要求,选取岩石强度、地应力、地下水、围岩完整性和围岩级别5个指标,采用熵-AHP综合线性求权重,基于专家评分法构建大变形烈度预测打分细则,并统计各大变形烈度等级与打分总值的关系,以此构建围岩大变形烈度预测模型,并将其应用于西部某公路隧道,统计结果证明了预测模型的合理性与适用性。     

基于改进云模型的堤坝除险加固效益后评价研究

针对堤坝除险加固效益后评价,从经济、社会、生态环境效益3方面构建效益评价指标体系,该体系包括防洪增量效益、灌溉增量效益、经济内部收益率、水环境影响等15项指标,确定效益极佳、较好、一般、较差、极差5个评价等级及相应标准,提出改进云模型进行综合评价。该模型将投影寻踪法和熵权法计算得到的客观权重与云模型计算的初始权重相耦合,利用组合评价法计算指标权重,根据指标等级与标准计算云模型的3个特征值(期望Ex,熵En,超熵He),采用条件云发生器计算各指标的隶属度,进行综合评价。将上述方法应用于湖北省黑湾水库堤坝除险加固效益后评价,验证了改进云模型评价方法的有效性和适用性。     

基于复合权重灰色关联度法的隧道围岩质量评价

为了准确评价隧洞围岩的稳定性,降低开挖过程中的风险;选取岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水条件、结构面状态作为围岩评价指标,建立了基于熵权法、层次分析法的组合权重计算方法,并采用灰关联度分析法构建了隧道围岩质量的评价模型;以云南西山营隧道为例运用该模型,采用改进BQ法进行验证,对比发现:灰色关联分析模型与改进BQ法的评价结果具有高度的一致性;该评价模型可行性和可靠性较强,可为围岩质量评价提供一定参考。     

基于权重反分析和云模型的围岩稳定性评价方法

针对围岩稳定性评价云模型方法指标赋权过程中存在的主观因素干扰问题,提出了权重反分析与云模型的耦合方法。在选定评价指标的基础上,推导建立了以指标权重为自变量,以云模型方法为评价指标与评价结果间映射关系的优化目标函数,在MATLAB软件中实现了各指标权重的反分析,通过回代检验和泛化能力检验,验证了反分析赋权云模型的可行性与可靠性。工程应用表明,与等权云模型、专家赋权型云模型相比,基于权重反分析与云模型耦合方法建立的围岩稳定性评价云模型主观干扰因素少,预测准确率较高。     

基于改进云模型的南水北调东线工程效益评价

根据云模型相关概念,针对南水北调东线工程效益评价结果单一、指标评价存在随机性和模糊性的问题,构建了基于组合权重和改进云模型的综合评价方法,并参照有限区间理论进行改进。该方法将G1和改进CRITIC赋权法组合得到的权重与改进梯形云模型求解得到的指标隶属度相结合,实现对南水北调东线工程效益的综合评价。以南水北调东线一期江苏段为例,从成本分析和效益分析两方面对工程效益评价影响因素进行分类,构建了工程效益评价指标体系,包括固定投资、年运行费、流动资金、经济效益、社会效益、生态效益这6个方面,共20个指标,确定了各项指标对应不同等级的标准,验证了提出的南水北调东线一期江苏段工程效益评价体系与评价方法的有效性与适用性。     

水工盾构隧道施工安全风险综合评价与判定

随着地下空间的开发利用,盾构法成为隧道工程施工的主流。近年来在盾构隧道风险评价中,风险的随机性和模糊性常被忽视,评价结果没有比对,无法确定重要因素,因此为解决风险评估过程的不确定性,提出基于熵权-集对分析-云模型的盾构隧道施工安全风险综合评价模型。首先,通过梳理文献构建评价指标体系;其次,采用熵权法计算指标权重,基于集对分析理论对风险因素进行初步判定;最后,基于云理论整合专家评价的随机性和模糊性,构建盾构隧道施工安全风险云模型,并用云模型评估施工安全风险的等级,将风险因素与初步判定结果进行比对得到最终评价结果。以某水资源配置工程为例,验证了该评价模型是有效可行的。     

基于融合权重-云模型的地下水水质评价方法研究

鉴于地下水水质评价中各指标的不确定性和模糊性,将融合权重与云模型相结合,应用于地下水水质综合评价中,建立了基于融合权重-云综合模型。引用融合权重所反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数,有效地避免了权重分配困难的问题。该模型以一种新的方法进行地下水水质综合评价,并应用于工程实例,通过与模糊物元法和投影寻踪法的比较,进一步验证了该模型的合理、简便和实用性。     

基于云模型的水库诱发地震风险多级模糊综合评价

针对水库诱发地震孕育和发生过程中的不确定性,将水库诱发地震总体组合环境条件作为一个模糊系统,构建了包括评语层、指标层、因子层和状态层等多个层次的水库诱发地震风险评价指标体系。在对其风险从下往上逐层进行权重计算和模糊映射时,考虑到重要性标度和隶属度确定容易受个人经验和主观因素影响,提出了基于云模型改进的水库诱发地震风险多级模糊综合评价方法。通过建立水库诱发地震风险评语集云模型、诱震因子权重云模型和隶属度云模型以及综合评价结果云模型,利用云模型的期望、熵和超熵3个数字特征,将模糊性、随机性和离散性有机地结合起来,实现了不确定性语言与定量数值之间的自然转换。最后,应用云模型改进的方法,对长江三峡水库的诱发地震风险进行了多级模糊综合评价实验,极大地提高了评价结果的鲁棒性和可视化。     

基于云模型的水光互补清洁能源基地容量配置方案优选

为优选水光互补清洁能源基地容量配置方案,从安全性、环保性、经济性、技术性4个方面选取14个指标构建了综合评价指标体系,采用改进云模型方法对容量配置方案进行评价。改进云模型方法以基于层次分析法改进的云模型求解主观权重,以熵权法求解客观权重,组合赋权得到指标权重,再利用条件云发生器计算各指标的隶属度,最后根据级别特征值法计算容量方案等级评分,确定最优方案。将该方法应用于我国西南某清洁能源基地水光互补系统容量配置方案的优选,优选结果与集对分析法优选结果和实际选择方案均相符,证明了该方法的有效性与适用性。     

基于主成分分析法的可拓理论在围岩质量评价中的应用

根据可拓工程理论,以布伦口~公格尔水电站地下洞室4个典型标段为例,建立改进的围岩评价物元模型。考虑实际工程中主客观因素对围岩质量评价指标权重的影响,将主成分分析赋权法应用到理论当中。研究结果表明,与其他围岩评价方法结果相比,改进后的可拓理论的围岩质量评价结果能够满足实际工程需要,并且能够为围岩质量进行科学评价提供理论依据。     

隧道开孔段围岩变形的薄壳理论预测方法研究

隧道围岩变形预测分析理论主要是针对无开孔隧道,而对于隧道开孔产生的围岩变形,相关预测分析研究理论较少.为此,利用薄壳理论对隧道开孔处受力进行分析,同时结合Mindlin公式对隧道开孔段围岩变形公式进行修正,从而得到了隧道开孔围岩变形预测公式.将所得隧道开孔段围岩变形预测公式应用于肯尼亚内马铁路恩贡山隧道开孔段围岩变形预...     

基于赋权法比较的改进云模型应用研究——以汾河二库为例

针对传统模糊综合评价法具有评价指标权重矢量的确定主观性强、相对隶属度权系数易偏小、不能全面反映水库健康状态等缺陷,本文旨在优化水库健康评价方法,围绕水库健康评价指标体系,应用AHP、EWM、AHP-EWM、AHP-Cloud、AHP-EWM-Cloud共五种赋权方法进行权重分析比较。通过闵式距离确定最佳赋权方法,并以云模型确定隶属度函数,建立基于改进云模型的模糊综合评价模型对汾河二库进行健康评价。AHP-EWM-Cloud法被确定为用于汾河二库工程案例分析的最佳赋权法,水库整体评价等级为健康,但岸坡稳定与水质情况仍需改进。该结果与水库实际情况相符,验证了该方法的合理性与可行性。研究表明:基于AHP-EWM-Cloud法的改进云模型兼顾了数据的客观存在、决策者的主观意识以及模糊性与随机性,为水库健康评价提供了一种可行的新思路。     

基于PP-云模型的河道治理工程效益评价研究

针对目前河道治理工程效益评价方法的不足,通过对效益评价涉及的因素进行分析,建立基于投影寻踪(PP)-云模型理论的综合评价方法。从社会效益、经济效益、生态效益三方面,选择13个评价指标建立评价体系。采用云模型计算主观权重,投影寻踪法计算客观权重,最后通过条件云发生器计算指标隶属度,确定治理工程的效益评价等级。将上述评价模型应用于南京市农花河河道治理工程,计算结果表明,农花河治理工程整体效益较好,其中居民满意度、景观效益等显著提升,今后治理主要方向为污染源控制及水土保持。计算结果与实际调查结果符合,验证了模型计算的准确性与可靠性,可为指导决策者进行河道治理提供参考。     

基于最大熵-属性区间识别的隧道塌方风险评价

为了准确地对山岭隧道建设工程中的塌方进行风险评估,基于最大熵原理和属性区间识别理论建立了山岭隧道塌方风险评价模型。具体工作流程是:选取围岩级别、地下水状况、岩体完整程度等7个主要因素作为隧道塌方风险评价指标,制定相应的属性区间评价指标分级标准;采用综合赋权法进行隧道塌方风险指标的权重分析;利用均化系数和基于最大熵原理的属性区间识别理论来确定属性测度区间;应用置信度准则对隧道塌方风险性进行属性识别,确定塌方风险性等级;运用评分准则对塌方风险进行评分,根据分值对两次或多次所属相同级别的风险进行比较排序。利用建立的评价模型与属性识别模型以及模糊层次分析法进行对比,结果吻合性较好。将该模型应用到实际工程中对塌方风险进行评估,并与现场情况作对比,证明了该模型的适用性和可行性。     

改进G1-RS-UMT模型在某配水工程围岩稳定预测中的应用

围岩稳定是保证水工隧洞工程安全稳定的重要前提。以某配水工程水工隧洞为研究背景,以提升长距离输水隧洞中围岩稳定性等级预测精度为目标,构建了多因素水工隧洞围岩稳定性预测指标体系,划分了围岩稳定等级,采用G1-改进RS法对影响指标进行主客观赋权,并引用博弈论理论运算组合权重,最后基于未确知测度理论提出改进G1-RS-UMT模型,完成了围岩稳定等级预测。结果表明：某配水工程B4标段水工隧洞中9个典型断面中GS19+590～GS20+050段围岩处于不稳定状态,GS21+340～GS28+061里程范围内8段围岩皆处为局部稳定状态。通过论证,改进G1-RS-UMT模型预测结果相比于TOPSIS模型其准确度更高,预测等级与实际情况相符合程度由66.67%提高到了88.89%。该研究为围岩稳定性预测提供了一种新的定量方法,为水工隧洞围岩稳定性预测结果提供更加有效的支撑。     

基于云模型的水闸安全性态评价研究

为对水闸安全评价方法作进一步研究,首先建立安全评价指标体系;接着采用改进群组G1法和基尼系数赋权法计算指标权重,并通过理想点法进行权重融合;然后构建水闸安全性态评价云模型;最后,将评价结果与实际安全鉴定结论对比以佐证评价结果的准确性。利用该模型对水闸的总体安全性态作出评价,分析水闸评价分项存在的问题,并基于该模型评价结果对水闸安全性态作出预测,对水闸的运行管理和日常维护提出建议。通过实例计算发现评价结果与该水闸的安全鉴定结论一致。该模型给出了水闸与其各评价分项的安全等级,并通过MatLab生成云图,直观地反映了水闸评价结果。     

基于熵权法的隧道施工围岩分级方法

为了解决现有围岩分级方法确定围岩指标参数时不可避免带有主观性因素的问题,在总结各类围岩分级方法的基础上综合选取岩石单轴饱和抗压强度、岩石完整性系数、岩体体积节理数、地下水、岩石质量指标(RQD)、围岩弹性纵波速度共6个参数作为隧道围岩分级评价指标.运用熵权-可拓物元理论及熵权-云模型的数学解析方法对围岩进行分级,并采用...     

考虑参数空间变异性的盾构隧道施工地层变形综合可靠度分析

依托厦门地区典型风化花岗岩地层的盾构隧道工程,针对多层土双线盾构隧道施工地层变形问题,以岩土体参数的空间变异性为切入点,基于随机场理论,采用蒙特卡洛法与有限差分法模拟计算相结合的方法,开展盾构隧道施工地层变形响应的可靠度分析。以土体弹性模量E的空间变异性为研究重点,系统研究土体弹性模量的竖向、水平波动距离(θ_z,θ_x)对地层变形可靠度指标的影响。结果表明:随机分析所得最大地层变形(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的可靠度指标随着土体弹性模量波动距离的增大而降低;随着最大地层变形允许值的增大,地层变形可靠度指标也相应提高。在此基础上,借助熵理论客观确定各地层变形指标(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的权重系数,结合可靠度设计方法和工程风险分析理论,开展地层变形综合可靠度分析及控制指标体系的研究,提出适合厦门地区的盾构隧道施工地层变形控制指标体系。     

岩爆烈度分级预测的云模型法及其应用

针对深埋引水隧洞岩爆分级预测问题,引入云模型理论建立了基于PPA-正态云的岩爆分级预测模型。在综合分析影响岩爆发生相关因素的基础上,选取了单轴抗压强度与岩石抗拉强度之比、岩石切向应力与单轴抗压强度之比、弹性变形能指数以及岩石脆性指数为本次岩爆分级预测的评价指标体系。根据既定体系确定了相应评价标准,采用投影寻踪分析确定各指标权重,由云模型正向发生器计算各指标的确定度并生成相应的云图,在此基础上给出岩爆分级预测结果。以国内外7个深埋引水隧洞为例建模计算并与其他预测方法计算结果进行比较,表明利用所提出方法可以得出准确的结果。     

围岩类型及衬砌厚度对水工隧洞地震动力响应的影响分析

以分析水工隧洞在地震激励作用下的变形破坏机制为目标,针对不同围岩类型和衬砌厚度条件下水工隧洞位移变化,根据地下结构抗震计算理论,选取合理的材料参数和模型边界条件,使用ANSYS建立了某水工隧洞的三维有限元模型,对其施加水平和竖向地震激励,应用瞬态分析法计算了隧洞结构模型在不同围岩类型和衬砌厚度下的水工隧洞动力响应。结果表明,在相同衬砌厚度下,随着隧洞围岩强度的降低,水平位移和竖向位移受影响的程度有明显的区别,即水平位移越来越大,竖直位移无明显规律可循;在相同的围岩强度下,水工隧洞并不会随着衬砌厚度的增加而趋于稳定,在Ⅲ类围岩的情况下,水工隧洞的位移随着衬砌厚度的增加而越来越大,Ⅴ类围岩下改变衬砌厚度对水工隧洞的位移几乎没有影响。因此,合理的设计围岩类型和衬砌厚度,可以既满足水工隧洞抗震性能要求,又能够降低工程造价。研究结果对合理设计隧洞衬砌厚度、增强抗震性能具有参考价值。