不確定條件下地鐵盾構(gòu)誘發(fā)建筑物安全風險管理.pdf

1、隨著我國地下空間開發(fā)與城市軌道交通建設(shè)的高速發(fā)展，地鐵盾構(gòu)地鐵盾構(gòu)施工引起周圍地層移動誘發(fā)地表建筑物變形安全，涉及多源致險因素，且災變機理復雜，已經(jīng)成為地鐵施工建設(shè)中非常重要的研究課題，尤其是建筑物密集的城市中心區(qū)域。本文借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究，將水文地質(zhì)、施工工藝、周圍環(huán)境及監(jiān)測數(shù)據(jù)等與風險實時分析評價緊密結(jié)合，結(jié)合先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)與人工智能推理方法，加強對復雜環(huán)境下多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的不確定性因素的認知與處理，進一步了解和掌握地鐵盾構(gòu)施工誘

2、發(fā)臨近建筑物變形的災變演化規(guī)律，實現(xiàn)建筑物全過程實時動態(tài)安全預警控制與管理決策。本文主要研究工作如下：
　　（1）從地鐵盾構(gòu)開挖誘發(fā)地表變形、地表變形誘發(fā)上部建筑物破壞、建筑物存在對地表變形的影響規(guī)律等方面系統(tǒng)分析了隧道施工誘發(fā)臨近建筑物的復雜作用機理；比較分析了建筑物變形安全的剛性與柔性控制標準的制訂方法、內(nèi)容、優(yōu)缺點及適用范圍；在此基礎(chǔ)上提出了一套系統(tǒng)全面的地鐵盾構(gòu)施工臨近建筑物全過程安全管理流程，具體包括施工影響范圍確定、建

3、筑物環(huán)境調(diào)查、建筑物安全分析與評價、建筑物安全管理措施等四個步驟，并針對不同風險等級的臨近建筑物，提出了相應的安全保護與應對控制措施。
　?。?）從決策設(shè)計階段建筑物安全預評價角度出發(fā)，構(gòu)建一套涵蓋隧道本體參數(shù)、水文地質(zhì)參數(shù)、建筑物參數(shù)、施工與管理參數(shù)等四個方面14個影響因素的地鐵盾構(gòu)地鐵盾構(gòu)施工誘發(fā)臨近建筑物的安全預評價指標體系；運用云模型對各個安全評價指標分級區(qū)間劃分中普遍存在的模糊性和隨機性進行不確定處理；集成可拓理論在表征

4、數(shù)據(jù)變量的靈活性及綜合評價方面的優(yōu)勢，提出一套完整的基于可拓云的地鐵盾構(gòu)施工臨近建筑物安全評價的模型及其求解算法，結(jié)合 Monte-Carlo仿真模擬采用可信度因子反映評價結(jié)果的合理性與可靠性；結(jié)合工程實際將該方法與傳統(tǒng)的基于模糊層次分析法、密切值法及神經(jīng)網(wǎng)絡的綜合評價方法進行比較分析，結(jié)果顯示本文提出的方法可以直接利用原始數(shù)據(jù)，省去了傳統(tǒng)綜合評價中數(shù)據(jù)歸一化處理過程，避免了可能出現(xiàn)的信息丟失，具有計算結(jié)果準確、適應性強等優(yōu)點。

5、　?。?）從施工階段建筑物動態(tài)安全評價角度出發(fā)，采用對時空演化敏感的貝葉斯網(wǎng)絡對地鐵盾構(gòu)施工臨近建筑物變形安全管理決策進行風險建模，提出涵蓋模型設(shè)計、模型驗證及模型應用的基于貝葉斯網(wǎng)絡的臨近建筑物安全不確定性推理與實時控制方法，克服了傳統(tǒng)安全分析方法難以反映時空變化對臨近建筑物安全風險演化的實時效應等不足；提出了用于貝葉斯網(wǎng)絡模型有效性檢驗的相關(guān)衡量指標及其判定標準，消除貝葉斯網(wǎng)絡決策模型結(jié)構(gòu)學習與參數(shù)學習中受模糊隨機不確定性影響存在的

6、偏差，保障安全貝葉斯網(wǎng)絡決策模型用于指導實踐的科學合理性；結(jié)合工程實際，利用貝葉斯網(wǎng)絡前向預測推理、敏感性分析及逆向診斷推理技術(shù)，支持實現(xiàn)臨近建筑物事前、事中及事后各階段的安全風險實時評價與診斷決策。
　?。?）從決策支持系統(tǒng)角度出發(fā)，結(jié)合先進的數(shù)據(jù)監(jiān)測與傳感技術(shù)，將數(shù)據(jù)采集、處理、分析及決策等環(huán)節(jié)進行一體化綜合集成，提出了地鐵盾構(gòu)施工誘發(fā)臨近建筑物安全管理決策支持系統(tǒng)的架構(gòu)思路，探討了該系統(tǒng)應用層、支撐層、感知層等結(jié)構(gòu)層的關(guān)鍵技