基于漂移度的隧道围岩质量分级组合评价方法

针对现有隧道围岩质量分级方法评价结果存在非一致性问题的特点,首先引入组合评价思想,选取多种已有围岩质量分级方法作为基础分级方法,建立了融合各基础分级方法优越性的隧道围岩质量分级组合评价计算模型;其次,依据不同基础分级方法评价指标的物理意义和量纲不同的特点,建立了评价指标的标准化方法,使不同基础分级方法评价结果具有可比性,以解决组合评价计算模型的组合计算方法问题;然后,针对不同基础分级方法评价结果的合理性存在差异的特点,引入漂移度概念,建立了基础分级方法合理程度的度量方法,并在此基础上,提出基础分级方法权重分配的合理确定方法,进而建立了隧道围岩质量分级的新型组合评价方法,该方法不仅可以解决不同基础分级方法评价结果的非一致性问题,更重要的是可以充分发挥各基础分级方法的优势,避免它们的不合理性,使隧道围岩质量分级更为合理;最后,通过工程实例分析,表明了该方法的合理性与可行性。     

基于Cloud-AHP的隧道铣挖机效果评价研究

为有效控制软岩隧道超欠挖,控制隧道塌方,降低施工风险,提高施工效率,铣挖机在施工中被广泛推广。目前针对铣挖机在软岩隧道中应用效果的量化评价研究较少,未能客观地反映出铣挖法在工程项目建设过程中的作用。本文基于云模型—层次分析法展开隧道铣挖机效果评价,首先从多方面深入分析了效果评价的基本要素,其次利用专家调查法和层次分析法建立了多维度评价指标体系及评价模型,最后借助云模型描述评价标准和评价结果,根据最大隶属度原则确定隧道铣挖机应用效果等级为优秀,并搜索识别主要影响指标,为技术管理工作提供依据。通过分析评价结果以及施工应用实际,开挖过程中铣挖机能充分适应软岩隧道地质环境,超欠挖及掌子面平整度能够得到保障,洞周变形收敛小,开挖进尺易控制,机械化施工效率高,该方法在隧道铣挖机效果评价中,评价过程合理科学,评价结果客观准确,可为类似工程提供参考。     

关口垭隧道围岩质量分级组合评价研究

现有隧道围岩质量分级方法评价结果有时存在非一致性的问题,引入组合评价思想,选取3种已有围岩质量分级方法作为基础分级方法,建立隧道围岩质量分级组合评价计算模型;然后,建立评价指标的标准化方法,从而使不同基础分级方法评价结果具有可比性,解决不同方法物理意义和量纲不同的问题;引入漂移度概念建立基础分级方法合理程度度量方法,并在此基础上建立基础分级方法的权重计算方法,进而建立隧道围岩质量分级的组合评价方法;最后,通过工程实例分析,表明所提出方法的合理性与可行性。     

新奥法隧道施工风险非线性模糊评判方法

在全面分析新奥法隧道施工风险影响因素基础上,首先确定主要影响因素,并根据其影响的模糊性与层次性特征建立新奥法隧道施工风险二级模糊综合评判模型;其次,通过深入研究各因素评价指标取值方法及隶属度函数选取原则,建立评价指标隶属度确定方法,并采用三角模糊数互补判断矩阵排序方法确定权向量,以体现评价指标重要程度取值的不确定性和专家判断的模糊性;然后,引进非线性模糊矩阵合成运算方法,反映评价指标极差值对评判结果的突出影响,进而建立新奥法隧道施工风险的非线性模糊评判方法,使新奥法隧道施工风险评价更具合理性与可操作性;最后,通过工程实例分析与计算,并与传统方法进行比较,表明了本文方法的可行性与合理性。     

基于层次分析-云模型的隧道围岩分级方法研究

隧道工程地质条件具有复杂多变的特点,造成围岩分级存在一定的模糊性。针对围岩分级问题的复杂性,将云模型应用于隧道围岩分级的评价中,建立围岩质量分级评价的层次分析-云模型方法。将岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、隧道涌水量、结构面与洞轴线夹角、围岩弹性纵波波速作为隧道围岩的分级指标,使用层次分析法确定评价指标的权重系数,并构建评价指标的云模型,从而获得隧道围岩分级的确定度。最后,利用层次分析-云模型对营盘山隧道5个洞段的围岩进行分级,并将判定结果与熵权-云模型、可拓法围岩分级评判结果进行对比,验证该判别分析法的有效性。实例结果表明了该方法在隧道围岩分级中的科学性、可行性,为隧道围岩分级提供了新方法。     

基于掘进性能的TBM施工围岩综合分级方法

传统围岩分级方法侧重于围岩的稳定性,对于TBM施工隧道工程,围岩与TBM均扮演重要角色,有必要建立一套服务于TBM隧道工程的围岩分级新方法。依托引汉济渭引水隧洞工程的现场数据,对场切深指数FPI与地质参数、掘进参数的相关性进行分析,建立TBM隧道的围岩可掘性分级;对影响TBM利用率的主要地质因素进行分析,建立TBM隧道的适应性分级。综合考虑工程的围岩可掘性及TBM适应性,以施工速度为指标,建立基于掘进性能的TBM施工围岩综合分级。分级选取岩石强度、岩体完整性、地下水状态、初始地应力状态、隧道轴线与主要软弱结构面夹角等5方面因素指标,对TBM推力、贯入度、利用率和施工速度进行影响关系综合分析。结果表明,新建立的TBM施工围岩综合分级方法可以进行TBM掘进性能预测与工期、成本分析,有效解决开敞式TBM工程实用围岩分级问题。     

基于模糊数学的山岭隧道施工塌方风险评估

通过统计资料总结了山岭隧道施工塌方的影响因素,遴选出6个最主要因素作为模糊数学分析的二级评价指标,并细化了21个一级评价指标及其分级标准,最后建立了山岭隧道塌方风险二级综合评价模型;根据评价指标的确定性信息和不确定性信息,及考虑历史统计资料,采用层次分析法(AHP)与构建隶属度函数确定一级评价指标的权重,采用采用频数统计法和层次分析法相结合的组合赋权法进行确定二级评价指标的权重。该模型在博深高速公路石鼓隧道得到了运用和验证,其分析结果可信,该模型可行、合理。     

基于支持度的隧道围岩质量分级组合评价方法

针对基于漂移度的隧道围岩质量分级组合评价方法存在漂移度参考对象不一致,计算结果不可比问题,引入支持度概念作为各基础评价方法权重计算的依据。首先,从相似度和差异度两个方面建立新的支持度数学定义,避免了传统支持度公式仅考虑差异度的缺陷。其次,以整体数据对每种基础评价方法评价结果的综合支持度作为权重计算综合评价结果,从而建立了隧道围岩质量分级的新型组合评价方法,该方法不仅可以解决不同基础分级方法评价结果的非一致性问题,更重要的是其解决了漂移度概念下参考对象的不一致问题,使得权重结果更客观实际,理论基础更加坚实。最后,通过工程实例分析,表明了该方法的合理性与可行性。     

浅析TBM隧道围岩的工程分类

结合影响TBM施工效率的各种主要因素,提出了关于TBM隧道围岩分级的一些看法,认为TBM施工条件下的隧道围岩分级应该主要针对工程岩体的可掘进性,即根据围岩的主要地质因素与TBM工作效率的关系来划分。     

隧道总体风险评价的改进模糊评判方法

本文提出了一种改进的模糊评判方法,并将其应用于隧道总体风险评价。在建立了多层次隧道总体风险评价指标体系基础上,提出了采用数组形式进行的权重和隶属度的模糊评判规则,依据简单多数原则分别计算权重和隶属度的模糊评判效度,并计入模糊评判效度对风险评价结果的影响,分别采用简单及格原则和梯形隶属度函数将权重及隶属度去模糊化,并利用扩展指标求均值的方法对总指标隶属度进行修正。某实际隧道工程算例表明,传统的隧道风险模糊综合评价结果有时会低估隧道施工和管理中存在的风险,因而,将所提方法和已有方法相结合进行风险评价可以更充分地反映风险,为采用降低风险的相应措施提供了有效的理论依据。     

不同围岩地质条件下盾构掘进效能评价方法

考虑盾构掘进过程中掘进机与围岩的耦合作用,提出反应掘进参数和地质条件综合作用的盾构掘进效能评价指标体系。将岩石磨蚀性指标K_CAI作为围岩可掘性评价指标,构建围岩可破量模型,提出适用于盾构施工的围岩可掘性分级体系。通过对盾构掘进效率研究,提出盾构掘进指数K_STI以反应盾构掘进能耗,基于对盾构施工大数据的分析,确定了不同围岩分级下掘进指数合理区间并进行分级评价。综合围岩可掘性分级和盾构掘进指数分级体系建立盾构掘进效能评价方法,并对盾构掘进效能评价划分为1~7个等级。以广州地铁3号线大石-汉溪区间的地质条件和掘进参数为例,进行了盾构掘进效能评价,验证了该效能评价方法的正确性,为盾构掘进参数的设定提供理论参考依据。     

基于模糊数学的TBM施工岩体质量分级研究

 根据隧道掘进机(TBM)施工进度将围岩分为施工条件好、施工条件较好、施工条件较差和施工条件差4个等级。利用模糊数学方法,采用岩石单轴抗压强度UCS和岩体完整性指标KV,分别建立UCS和KV关于TBM施工岩体质量4级分级的隶属度函数。采用单极性S形函数,分别构建UCS和KV的权重函数。这样,基于模糊数学的最大隶属度准则,就可以对TBM施工的岩体质量进行分级。同时,给出3个施工实例,演算表明,预测的结果与TBM施工实际相吻合,表明该分级方法简单而实用,具有很好的应用前景。     

穿越近海破碎带隧道工程风险模糊评价和应用

针对矿山法隧道穿越近海破碎带的工程风险评估,通过事故调研,选取围岩失稳和突水风险的四小类影响因素和对应的9个工程风险评价指标,并确定各评价指标的分级标准,形成工程风险的四层次评价体系;采用模糊可变集合工程方法,对实际穿越点的评价指标实测值进行隶属度分析,并通过关联函数法动态赋权,加权求和确定穿越点的工程风险隶属度和特征值,建立矿山法隧道穿越近海破碎带工程风险的四层次模糊评价方法。在工程应用中,结合地质雷达等超前地质预报数据,对青岛地铁某近海区间隧道两次穿越次生构造破碎带进行工程风险评估,结果与实际施工情况一致。     

基于层次分析的建筑安全管理模糊综合评价

本文通过分析各类评价方法 ,综合研究影响建筑安全管理的关键因素,选取了8项指标作为建筑安全管理评判的基本指标。利用模糊语言变量隶属度取值表确定其隶属度,并运用模糊层次分析法确定各因素及指标的权重,建立了建筑安全管理的模糊综合评价模型。通过工程实践应用表明,该理论模型对于建筑安全管理评价具有很好的适用性与合理性。     

水利隧洞工程铣挖法开挖及综合支护施工

为探讨水利隧洞工程铣挖法开挖及综合支护施工,结合36-1标段隧洞施工情况,立足铣挖法开挖的优缺点,分析了铣挖法开挖在水利隧洞工程施工中的应用要点,并提出综合支护施工技术的应用,分析结果表明,在水利隧道工程施工中合理应用铣挖法开挖和综合支护技术,可降低对隧道围岩造成的扰动和影响,避免发生隧道塌方问题,而且施工成本比较低,在很多复杂的地质条件下,依然可以很好的应用,值得在类似工程施工中大范围推广和应用。     

聚能水压爆破在公路隧道中的应用研究

隧道掘进中对围岩的扰动大,超挖控制难,已成为影响隧道施工效率的至关因素。聚能水压爆破是集水压爆破和聚能爆破为一体的一种新型的爆破技术,在节能环保、提高作业效率、加快施工进度等方面效果明显,以两徽高速两当隧道为依托工程,将聚能水压爆破与水压爆破、传统爆破进行试验分析,提出相应的结论,为公路隧道掘进施工提供借鉴。     

隧道施工安全风险的模糊综合评判

厦门市快速公路某隧道工程施工条件复杂,安全影响因素多,安全事故危害大,在安全监控过程中建立有效的安全风险评价方法是确保施工安全的关键。本文基于模糊数学理论,针对该工程的施工特点,建立了隧道施工安全风险模糊综合评判模型。对该隧道工程的施工安全风险因素的辨识进行了深入的分析;确定各施工安全风险因素的权重;划分施工安全风险水平等级;建立隶属度函数,对风险因素进行模糊估计;并进行模糊综合评判。实践证明该方法能有效反映该隧道施工的安全状况,在隧道工程施工安全评估中具有一定的应用价值。     

隧道穿越断层破碎带突水涌泥围岩质量分级

隧道穿越断层破碎带常会发生突水涌泥灾害。文章以延崇高速公路(北京段)玉渡山隧道为工程背景,采用调查问卷咨询现场技术指导和专家组成员,建立各层次影响因素判断矩阵,采用AHP-Fuzzy法对隧道穿越断层破碎带突水涌泥围岩进行质量分级。研究结果表明:(1)建立了适用于隧道穿越断层破碎带突水涌泥围岩质量分级体系;(2)运用Fuzzy法得出反映各因素对围岩质量分级的影响程度的隶属度矩阵;(3)得出玉渡山隧道区间强风化破碎砾岩、泥质白云岩的质量等级分别为Ⅴ级和Ⅳ级,研究成果可为相关隧道围岩分级工作提供参考。     

基于Mamdani模糊推理的山岭隧道围岩RMR14分级

岩体分级方法(RMR14)可充分评价岩体力学性质和结构面的条件,且可考虑初始地应力场和开挖方式等工程因素的影响,非常适用于山岭隧道围岩的评价。但RMR14评级方法的阶梯状评分会引起评分区间边界出现模糊不确定性,为更加准确地评价岩体质量,基于Mamdani模糊推理方法,引入模糊隶属函数来解决模糊不确定性问题。采用"if-then"推理法则实现多输入参数多推理规则的模糊推理,提出基于Mamdani模糊推理的RMR14岩体分级方法,并将此方法应用于独平高速漂里隧道的围岩质量评价。研究结果表明,基于Mamdani模糊推理的RMR14岩体质量分级方法既可借鉴既有工程经验,又可恰当处理评分边界的模糊不确定性问题;与直接采用RMR14分级方法相比,本文提出的模糊分级方法能更加准确评价围岩质量。     

岩溶地区公路隧道的围岩分级方法研究

喀斯特地区岩溶问题影响着隧道工程的安全施工,对隧道进行围岩分级刻不容缓。以广东省龙怀高速公路马口排岩溶隧道为工程背景,根据实际开挖掌子面得到的可溶岩性、构造切割程度、地下水条件等因素确定岩溶发育评价的定性指标,根据围岩形态、充填物、地下水等条件对隧道工程的影响程度来确定岩溶发育评价的定量指标,进而得出岩溶隧道的围岩分级结果,以为类似岩溶隧道围岩分级提供借鉴。